WO2019186004A1 - Plaque d'engrenement d'un dispositif d'absorption d'energie de colonne de direction - Google Patents
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- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/16—Steering columns
- B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
- B62D1/19—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
- B62D1/195—Yieldable supports for the steering column
Definitions
- the present invention relates to the field of vehicle steering columns. More particularly, the present invention relates to a meshing plate of an energy absorbing device, intended to be mounted on a steering column and arranged to absorb energy in the event of a frontal impact of the vehicle.
- the current motor vehicles are mainly equipped with a system allowing the steering wheel adjustment in depth and height.
- the depth adjustment is done with a system of telescopic tubes at the steering column.
- a clamping system allows in the unlocked position to adjust the steering wheel position and in the locked position to maintain the steering wheel in the desired position.
- the telescopic tube system In a frontal impact situation the telescopic tube system is used to provide the travel necessary for the energy absorption due to the driver's impact on the airbag (or "airbag” in English) and the steering wheel. This stroke is greater than the steering wheel adjustment stroke and may contain a portion of it.
- a friction or deformation system generates the effort that, associated with movement, absorbs energy.
- This system often requires an axial rack or meshing plate for adjustment in any position but also ensuring the activation of the absorption system. This rack is therefore used only in the extreme case of collision of the vehicle.
- This indispensable function can therefore be expensive if the elements that compose it are specific, adding as many elements to the steering column, which increases the manufacturing costs.
- the technical problem that the invention aims to solve is therefore to further optimize the design of energy absorption systems.
- a first object of the invention is a meshing plate of a steering column energy absorption device, comprising a base plate comprising a row of first meshing shapes allowing the gearing other forms of meshing with these early forms meshing.
- the first meshing shapes may be holes, thus allowing meshing with teeth.
- the row of first meshing shapes extends along a longitudinal axis.
- the meshing plate according to the invention further comprises protruding lateral projections on either side of the base plate and its longitudinal axis, these lateral protuberances being overmolded on said base plate so that each of these lateral excrescences has a rear abutment surface, in particular substantially orthogonal to said longitudinal axis, and / or a lateral bearing surface with respect to the longitudinal axis.
- this meshing plate is arranged to perform functions other than that of energy absorption in the event of a frontal impact.
- this meshing plate will also be able to perform other functions:
- this meshing plate will be able to perform other functions:
- the base plate is formed of a first material and the lateral protuberances are formed of one or more materials having a coefficient of friction lower than that of the first material; this reduces the noise due to friction during sliding; in particular, this makes it possible to have a so-called "unctuous" sliding during adjustment;
- the first material is metal; it has a very good resistance in the event of frontal impact;
- each lateral outgrowth comprises a first portion carrying the rear abutment surface and a second portion carrying the lateral abutment surface;
- the first and second portions are bi-injected on the base plate
- the first portion is plastic, elastomer, foam or a combination of materials absorbing vibrations and / or friction; this makes it possible to absorb the noise during the contact at the end of the stroke, during the adjustment in depth of the steering column in its stretched position to the maximum;
- the base plate comprises lateral projections around which is overmolded at least the second portion; these lateral projections form internal shapes to the second portion, to support the strong stresses on the lateral growths and the bearing surfaces;
- the lateral bearing surfaces are convex; this makes it possible to reduce the surface in contact and thus to limit the friction caused by contact with an element of the steering column intended to receive this meshing plate, in particular the clamping walls, which are tightened to immobilize the steering column at a given depth;
- At least one of the lateral protuberances in particular at its second portion when it has one, has an elastic blade directly connected to this lateral protrusion and arranged to enter elastic stress when a force is exerted from the above the meshing plate towards the bottom thereof, the underside of the meshing plate being arranged to be fixed against a tube of a steering column intended to receive this meshing plate;
- this blade may be integral with the second portion or supported by the lateral bearing surfaces by a different shape or stiffer material such as metal;
- Another object of the invention is a steering column comprising:
- a lower base intended to be connected to the chassis of a vehicle and comprising clamping walls
- a clamping mechanism arranged to clamp the clamping walls towards each other so as to immobilize the upper tube in the lower base
- an energy absorbing device comprising a meshing member secured to the lower base and movable between engagement and disengagement positions.
- this steering column further comprises a meshing plate according to the invention fixed on the upper tube so that:
- said longitudinal axis is substantially parallel to the axis of sliding
- the meshing member meshes with said first meshing forms in the engagement position and disengages them from the disengaged position
- the rear stop surface is in contact against a front stop of the lower base in the stretched position, and / or the lateral bearing surface is spaced apart or in sliding contact against fixed longitudinal rails with respect to the rear base, when the clamping walls are loosened, and is gripped by the clamping walls when they are tight.
- the steering column according to the invention may optionally have one or more of the following features:
- the second material is a material capable of absorbing vibrations of said front stop against said rear abutment surface, along an axis substantially parallel to the longitudinal axis, corresponding to a speed of displacement of the rear abutment surface with respect to the surface backgauge of 0.3 to 0.5 ms -1 ; this makes it possible to reduce the noise due to the shocks of the stops against each other at the end of the stroke, when the steering column is stretched to the maximum;
- the lateral bearing surfaces are arranged in such a way that the third material is a material such as clamping the clamping walls against the lateral bearing surfaces:
- the lower base comprises longitudinal rails, against which the blade or blades are arranged in elastic stress.
- Figure 1 is a perspective view of a steering column according to the invention, seen from the rear, namely towards the front of the vehicle;
- Figure 2 shows a detail view of Figure 1, at an angle of view from above;
- Figure 3 is an exploded view of Figure 1;
- Figure 4 shows the lower base of the steering column of Figure 1, in perspective, from the front to the rear of the vehicle, with an enlargement, placed on the right in Figure 4;
- FIG. 5 represents a perspective view of a meshing plate according to the invention, here of the column of FIG. 1, viewed from the rear towards the front of the vehicle;
- Figure 6 is an exploded view of Figure 5, seen from the front to the rear of the vehicle;
- FIGS. 7 to 9 are partial representations of the plate according to FIG. 5 cooperating in the steering column, in the stretched position, respectively seen essentially from above from the rear for FIGS. 7 and 8 and from the front for FIG. 9;
- Figure 10 is a cross section of the axis of sliding tubes for viewing the cooperation of the lateral bearing surfaces and blades.
- Figures 1 to 4 illustrate a steering column comprising an upper tube 1 sliding relative to a lower base 2, thus ensuring the depth adjustment of the steering wheel and the necessary stroke in case of frontal impact.
- the lower base 2 comprises two clamping walls, the inner surfaces of which form a tube receiving the upper tube 1.
- the base will hereinafter be called the lower tube 2, therefore due to the internal shape of its clamping walls.
- These tubes 1, 2 are connected to the vehicle structure by an upper lug 3 and a pivot lug 4.
- a clamping mechanism 5 makes it possible to immobilize by friction the column in the chosen setting position.
- This mechanism comprises a lever 6 linked to a clamping screw 7.
- a meshing plate 10 is here fixed to the upper tube 1. It comprises a base plate 9, here metal, connected to the upper tube 1, by riveting, screwing, crimping, welding or other means of attachment.
- This base plate 9 has a finite amount of first meshing shapes, here formed by holes 91.
- the steering column comprises an energy absorbing device, having a meshing member, here a toothed member 8, connected to a fuse and / or deformable member of the energy absorbing device.
- a meshing member here a toothed member 8
- the toothed member 8 is, in engagement position, meshing with some of the holes 91.
- the absorption device When the absorption device is mounted on the lower tube 2, in the engagement position.
- the upper tube 1 is then locked in the lower tube 2 by clamping and the teeth of the toothed member 8 are engaged in the holes 91 of the meshing plate 10.
- the toothed member 8, the fuse member and / or deformable and the meshing plate 10 thus form the energy absorbing device.
- the user actuates the lever 6, causing the toothed member to a position of disengagement: the meshing system is then disabled.
- the upper tube 1 can then slide in the lower tube 2.
- the toothed member 8 may for example be fastened to the clamping screw 7 or to a part fixed to the lower tube 2.
- the meshing plate 10 according to the invention comprises lateral protrusions 11, here overmolded in plastic on the base plate 9.
- Each of these lateral protuberances 11 is formed here by the bi-injection of a first portion 12 and a second portion 13 on this base plate 9. In other words, in this illustrated example, each portion forms part of an outgrowth lateral 11.
- Each lateral protrusion 1 1 has a rear abutment surface 92, here substantially orthogonal to said longitudinal axis A and carried by the first portion 12.
- a rear abutment surface 92 is present on each side of the abutment plate 9 and directed towards the rear thereof, so that in the extended position, which corresponds to the extreme adjustment setting axial direction of the steering column, where the flywheel is closest to the driver, the rear stop surface 92 engage the lower tube 2 on front stops 21 oriented in opposition to the axial movement, as shown in Figures 4 and 7 to 9. These stops have the advantage of limiting the race. This gives an additional function to the meshing plate 9.
- the material of the first portion 12 has a hardness lower than that of the metal forming the base plate 9.
- This meshing plate 9 thus also makes it possible to absorb the abutting noise, in particular in order to produce a pleasant sensation at driver.
- each lateral protrusion 11 is extended in the longitudinal axis A of the meshing plate 10 by the second portion 13, which here has a lateral bearing surface 93 substantially parallel to the longitudinal axis A, substantially orthogonal to the rear stop surface 92 and carried by the second portion 13.
- the second portion 13 is formed here of a third material having a coefficient of friction lower than that of the metal forming the base plate 9.
- This meshing plate 9 thus also makes it possible to resist clamping by the clamping walls, in particular to resist a force on the steering wheel and a torque tending to rotate the upper tube 1 relative to the lower tube 2.
- These lateral bearing surfaces 93 are away from the rear stops 21 of the lower base 2, in normal use, and are the preferred areas of contact when a torque is applied to the moving parts such as the upper tube 1. The force generated will then bring into contact, or stress, these bearing surfaces 93 on the support elements such as the lower base 2, including the longitudinal rails of the latter, as can be seen in Figure 10 .
- the meshing plate 10 can incorporate at least one strand 94, here formed of a base elastic blade of the same material as the second portion 13, for exerting on the fixed elements such as the lower base 2 a slight effort .
- this elastic blade 94 can be slid against a longitudinal upper guide rail of the lower base 2.
- This effort has the function of refocusing the angular position of the upper tube 1 relative to the support elements, namely the lower base 2 and the legs 3, and thus return to the initial clearance between the abutment surfaces mentioned above.
- This base plate 9 may have, as illustrated in FIG. 6, also an inner shape 95, here forming lateral projections, making it possible to withstand the strong stresses on the lateral protuberances 11, especially in crushing.
- This architecture then makes it possible to reinforce the impact resistance abutting between the rear abutment surfaces 92 of the plate 9 and the front stops 21 during the axial adjustment. It also makes it possible to reinforce the resistance at high torques between the upper tube 1 and the lower tube 2 via the contact between the lateral bearing surfaces 93 and the support elements such as the lower tube 2, for example.
- side protrusions 11 may not only be plastic, but also elastomer, foam or a combination of vibration absorbing materials or friction.
- the lateral bearing surfaces 93 may also be of convex or other shape making it possible to reduce the surface in contact and thus limit the friction caused by the contact with the support elements.
- the blades 94 may also be sized to withstand the strong torques described above and supported by the bearing surfaces 93 by a different shape or stiffer material such as metal.
- the system can also integrate a single blade 94 while favoring a side remaining in contact in normal use. This one-sided game is then positioned to support the most important couples if an orientation is preferred.
- the advantage of the invention is therefore to integrate several compatible materials to meet different requirements with the same component.
- Each material is adapted to specific constraints (static force, impact at high speed, noise absorption ).
- the component formed by the meshing plate is unique. This simplifies the mounting of the steering column.
- the second portion may be a material, for example with a shore hardness A 85, such as a thermoplastic polyurethane (also known as TPU).
- a thermoplastic polyurethane also known as TPU
- the advantage of the invention also lies in integrating as many functions as possible into a component in order to limit the economic impact by reducing the number of components. This optimization reduces:
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Abstract
La présente invention se rapporte à une plaque d'engrènement (10) d'un dispositif d'absorption d'énergie de colonne de direction, comprenant une plaque de base (9) formée d'un premier matériau et comprenant une rangée de premières formes d'engrènement (91) s'étendant selon un axe longitudinal (A); la plaque d'engrènement comprend des excroissances latérales (11) surmoulées sur ladite plaque de base de manière à comprendre chacune une surface de butée arrière (92) et/ou une surface d'appui latérale (93).
Description
PLAQUE D’ENGRENEMENT D’UN DISPOSITIF D’ABSORPTION D’ENERGIE DE
COLONNE DE DIRECTION
La présente invention concerne le domaine des colonnes de direction de véhicule. Plus particulièrement, la présente invention concerne une plaque d’engrènement d’un dispositif d’absorption d’énergie, destinée à être montée sur une colonne de direction et agencée de manière à absorber de l’énergie en cas de choc frontal du véhicule.
Les véhicules automobiles actuels sont majoritairement équipés avec un système permettant le réglage du volant en profondeur et en hauteur. Le réglage en profondeur se fait avec un système de tubes télescopiques au niveau de la colonne de direction. Un système de serrage permet en position déverrouillée d’ajuster la position du volant et en position verrouillée de maintenir le volant dans la position désirée.
En situation de choc frontal le système de tubes télescopiques est utilisé pour fournir la course nécessaire à l’absorption d’énergie due au choc du conducteur sur le coussin gonflable de sécurité (ou « air-bag » en langue anglaise) et le volant. Cette course est supérieure à la course de réglage du volant et peut contenir une partie de celle-ci. Un système à friction ou à déformation génère l’effort qui, associé au mouvement, absorbe l’énergie. Ce système nécessite souvent une crémaillère axiale ou plaque d’engrènement permettant le réglage en toute position mais assurant également l’activation du système d’absorption. Cette crémaillère n’est donc utilisée que dans le cas extrême de collision du véhicule.
Cette fonction indispensable peut donc être onéreuse si les éléments qui la composent sont spécifiques, ajoutant autant d’éléments à la colonne de direction, ce qui augmente les coûts de fabrication.
Le problème technique que vise à résoudre l’invention est donc d’optimiser davantage la conception de systèmes d’absorption d’énergie.
A cet effet, un premier objet de l’invention est une plaque d’engrènement d’un dispositif d’absorption d’énergie de colonne de direction, comprenant une plaque de base comprenant une rangée de premières formes d’engrènement permettant l’engrenage d’autres formes d’engrènement avec ces premières formes
d’engrènement. Par exemple, les premières formes d’engrènement peuvent être des trous, permettant donc l’engrènement avec des dents. D’une manière générale, la rangée de premières formes d’engrènement s’étend selon un axe longitudinal.
La plaque d’engrènement selon l’invention comprend en outre des excroissances latérales saillantes de part et d’autre de la plaque de base et de son axe longitudinal, ces excroissances latérales étant surmoulées sur ladite plaque de base de manière à ce que chacune de ces excroissances latérales présente une surface de butée arrière, notamment sensiblement orthogonale audit axe longitudinal, et/ou une surface d’appui latérale par rapport à l’axe longitudinal.
Ainsi, cette plaque d’engrènement est agencée de manière à réaliser d’autres fonctions que celle d’absorption d’énergie en cas de choc frontal.
Elle est destinée à réaliser de manière classique l’absorption d’énergie en cas de choc frontal. Pour cela, elle est destinée à être fixée à un tube supérieur qui coulisse vers et en coopération avec un tube inférieur. Lorsqu’un mécanisme avec un organe d’engrènement est fixé à ce tube inférieur et agencé pour s’engrener avec la plaque d’engrènement. Ce mécanisme et la plaque d’engrènement forment le dispositif d’absorption d’énergie.
Grâce aux surfaces de butées arrière cette plaque d’engrènement va pouvoir réaliser également d’autres fonctions :
- assurer la butée de réglage en étirée du tube supérieur par rapport au tube inférieur, grâce aux surfaces de butée arrière.
Alternativement ou cumulativement, grâce aux surfaces d’appui latérales cette plaque d’engrènement va pouvoir réaliser d’autres fonctions :
- assurer une reprise de couple limitant la rotation de la partie mobile par rapport à la partie fixe de la colonne de direction, grâce aux surfaces d’appui latérales,
- assurer un recentrage de la partie mobile de la colonne de direction par rapport à sa partie fixe, grâce également aux surfaces d’appui latérales.
Ainsi, on diminue le nombre de composants en ayant une pièce commune pour ces fonctions.
Cela permet ainsi de réduire le poids économique des éléments constituant la colonne de direction. Ceci optimise également la phase d’assemblage, où les
manipulations et contrôles sont simplifiés, donc amènent à une réduction des coûts de fabrication.
Enfin, la simplification du concept traduit une augmentation de la précision du produit par une réduction des tolérances et de la quantité de maillons dans les chaînes de cotes nécessaires à la vérification du bon fonctionnement du système dans toutes les conditions.
La plaque d’engrènement selon l’invention peut optionnellement présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
la plaque de base est formée d’un premier matériau et les excroissances latérales sont formées d’un ou plusieurs matériaux ayant un coefficient de friction inférieur à celui du premier matériau ; cela permet de diminuer le bruit dû aux frottements lors du coulissement ; notamment, cela permet d’avoir un coulissement dit « onctueux » lors du réglage ;
le premier matériau est du métal ; il présente une très bonne résistance en cas de choc frontal ;
chaque excroissance latérale comprend une première portion portant la surface de butée arrière et une deuxième portion portant la surface d’appui latérale ;
la première et la deuxième portions sont bi-injectées sur la plaque de base ;
la première portion est en matière plastique, élastomère, mousse ou une combinaison de matières absorbant les vibrations et/ou les frottements ; cela permet notamment d’absorber le bruit lors du contact en fin de course, lors du réglage en profondeur de la colonne de direction dans sa position étirée au maximum ;
la plaque de base comprend des projections latérales autour desquelles est surmoulée au moins la deuxième portion ; ces projection latérales forment des formes intérieures à la deuxième portion, permettant de soutenir les fortes sollicitations sur les excroissances latérales et les surfaces d’appui ;
les surfaces d’appui latérales sont convexes ; cela permet de réduire la surface en contact et de limiter ainsi la friction provoquée par le contact avec un élément de la colonne de direction destinée à recevoir cette plaque d’engrènement,
notamment les parois de serrage, que l’on serre pour immobiliser la colonne de direction à une profondeur donnée ;
au moins l’une des excroissances latérales, notamment au niveau de sa deuxième portion lorsqu’elle en présente une, présente une lame élastique directement reliée à cette excroissance latérale et agencée de manière à entrer en contrainte élastique lorsqu’une force est exercée depuis le dessus de la plaque d’engrènement vers le dessous de celle-ci, le dessous de la plaque d’engrènement étant agencé pour être fixé contre un tube d’une colonne de direction destinée à recevoir cette plaque d’engrènement ; cette lame peut être venue de matière avec la deuxième portion ou supportée par les surfaces d’appui latérales par une forme différente ou de matière plus raide comme du métal;
Un autre objet de l’invention est une colonne de direction comprenant :
une base inférieure destinée à être reliée au châssis d’un véhicule et comprenant des parois de serrage,
un tube supérieur agencé entre ces parois de serrage de manière à être coulissant dans ladite base inférieure, selon un axe de coulissement et entre une position étirée et une position rétractée,
un mécanisme de serrage agencé de manière à serrer les parois de serrage l’une vers l’autre de sorte à immobiliser le tube supérieur dans la base inférieure,
un dispositif d’absorption d’énergie comprenant un organe d’engrènement solidaire de la base inférieure et mobile entre des positions d’engagement et de désengagement.
Selon cet autre objet de l’invention, cette colonne de direction comprend en outre une plaque d’engrènement selon l’invention fixée sur le tube supérieur de manière à ce que :
- ledit axe longitudinal soit sensiblement parallèle à l’axe de coulissement,
- l’organe d’engrènement s’engrène avec lesdites premières formes d’engrènement en position d’engagement et se dégage de ceux-ci en position de désengagement,
- la surface de butée arrière est en contact contre une butée avant de la base inférieure en position étirée, et/ou
- la surface d’appui latérale est à l’écart ou en contact glissant contre des rails longitudinaux fixes par rapport à la base arrière, lorsque les parois de serrages sont desserrées, et est prise en étau par les parois de serrage lorsqu’elles sont serrées.
Ainsi la colonne de direction présente les avantages de la plaque d’engrènement selon l’invention.
La colonne de direction selon l’invention peut optionnellement présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
le deuxième matériau est un matériau apte à absorber des vibrations de ladite butée avant contre ladite surface de butée arrière, selon un axe sensiblement parallèle à l’axe longitudinal, correspondant à une vitesse de déplacement de la surface de butée arrière par rapport à la surface de butée arrière de 0,3 à 0,5 m.s-1 ; cela permet de diminuer les bruits dus aux chocs des butées l’une contre l’autre en fin de course, lorsque la colonne de direction est étirée au maximum ;
les surfaces d’appui latérales sont agencées de manière à ce que et le troisième matériau est un matériau tel que le serrage des parois de serrage contre les surfaces d’appui latérales:
o résiste en friction à un déplacement des surfaces d’appui latérales en glissement contre ces parois de serrage, selon un axe sensiblement parallèle à l’axe longitudinal, et/ou
o résiste à un couple de 300 N.m s’exerçant sur la surface d’appui latérale et tendant à faire tourner le tube supérieur par rapport à la base inférieure.
la base inférieure comprend des rails longitudinaux, contre lesquels la ou les lames sont agencées en contrainte élastique.
Dans l’exemple illustré, les termes « sous », « dessus », « dessous », « inférieur », « supérieur », « avant », « arrière », « devant », « derrière », « vertical », « horizontal », « transversal » se réfèrent, sauf indication contraire, à l’orientation de la plaque d’engrènement selon l’invention ou de la colonne de direction selon l’invention qu’elles sont destinées à avoir une fois montées dans un véhicule.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des exemples non limitatifs qui suivent, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés, parmi lesquels :
la figure 1 est une vue en perspective d’une colonne de direction selon l’invention, vue depuis l’arrière, à savoir vers l’avant du véhicule ;
la figure 2 représente une vue de détail de la figure 1 , selon un angle de vue davantage de dessus ;
la figure 3 est une vue éclatée de la figure 1 ;
la figure 4 représente la base inférieure de la colonne de direction de la figure 1 , en perspective, depuis l’avant vers l’arrière du véhicule, avec un agrandissement, placé à droite en figure 4 ;
la figure 5 représente une vue en perspective d’une plaque d’engrènement selon l’invention, ici de la colonne de la figure 1 , vue depuis l’arrière vers l’avant du véhicule;
la figure 6 est une vue éclatée de la figure 5, vue depuis l’avant vers l’arrière du véhicule;
les figures 7 à 9 sont des représentations partielles de la plaque selon la figure 5 coopérant dans la colonne de direction, en position étirée, respectivement vues essentiellement de dessus depuis l’arrière pour les figures 7 et 8 et depuis l’avant pour la figure 9 ;
la figure 10 est une coupe transversale à l’axe de coulissement des tubes permettant de visualiser la coopération des surfaces d’appui latérales et des lames.
La figures 1 à 4, illustrent une colonne de direction comprenant un tube supérieur 1 coulissant par rapport à une base inférieure 2, permettant ainsi d’assurer le réglage en profondeur du volant et la course nécessaire en cas de choc frontal.
Ici, la base inférieure 2 comprend deux parois de serrage dont les surfaces internes forment un tube recevant le tube supérieur 1. La base sera appelée ci- après tube inférieur 2, en raison donc de la forme interne de ses parois de serrage.
Ces tubes 1 , 2 sont reliés à la structure du véhicule par une patte supérieure 3 et une patte pivot 4. Un mécanisme de serrage 5 permet d’immobiliser
par friction la colonne dans la position de réglage choisie. Ce mécanisme comprend un levier 6 lié à une vis de serrage 7.
Une plaque d’engrènement 10 est ici fixée au tube supérieur 1. Elle comprend une plaque de base 9, ici en métal, liée au tube supérieur 1 , par rivetage, vissage, sertissage, soudage ou d’autres moyens de fixation.
Cette plaque de base 9 possède une quantité finie de premières formes d’engrènement, ici formées par de trous 91.
La colonne de direction comprend un dispositif d’absorption d’énergie, présentant un organe d’engrènement, ici un organe denté 8, relié à un organe fusible et/ou déformable du dispositif d’absorption d’énergie. Pour des raisons de clarté du dessin, seul l’organe denté 8 est représenté sur ces figures. L’organe denté 8 est, en position d’engagement, engrené avec certains des trous 91.
Lorsque le dispositif d’absorption est monté sur le tube inférieur 2, en position d’engagement. Le tube supérieur 1 est alors bloqué dans le tube inférieur 2 par serrage et les dents de l’organe denté 8 sont engagées dans les trous 91 de la plaque d’engrènement 10. L’organe denté 8, l’organe fusible et/ou déformable et la plaque d’engrènement 10 forment donc le dispositif d’absorption d’énergie.
Pour régler la position du volant, l’utilisateur actionne le levier 6, entraînant l’organe denté vers une position de désengagement : le système d’engrènement est alors désactivé. Le tube supérieur 1 peut alors coulisser dans le tube inférieur 2.
Une fois le réglage effectué, l’actionnement en sens inverse du levier 6 entraîne l’organe denté en sens inverse, qui s’engrène à nouveau dans les trous 91 de la plaque de base 91.
En cas de choc frontal, des forces s’exercent en des sens opposés respectivement sur la plaque d’engrènement 10 et sur les dents de l’organe denté 8, entraînant une déformation et/ou une rupture d’un élément de déformation dans ce dispositif d’engagement. Cette déformation permet d’absorber au moins une partie de l’énergie d’un choc frontal du véhicule.
L’organe denté 8 peut par exemple être fixé sur la vis de serrage 7 ou à une pièce fixée sur le tube inférieur 2.
Comme illustré dans l’exemple de la figure 5, la plaque d’engrènement 10 selon l’invention, comprend des excroissances latérales 11 , ici surmoulées en plastique sur la plaque de base 9.
Chacune de ces excroissances latérales 11 est formée ici par la bi-injection d’une première portion 12 et d’une deuxième portion 13 sur cette plaque de base 9. Autrement dit dans cet exemple illustré, chaque portion forme une partie d’une excroissance latérale 11.
Chaque excroissance latérale 1 1 présente une surface de butée arrière 92, ici sensiblement orthogonale audit axe longitudinal A et portée par la première portion 12.
Ainsi, comme on peut le voir, une surface de butée arrière 92 est présente de chaque côté de la plaque butée 9 et orientée vers l’arrière de celle-ci, de sorte qu’en position étirée, qui correspond au réglage extrême de réglage axial de la colonne de direction, où le volant est le plus proche du conducteur, les surface de butée arrière 92 rentrent en contact avec le tube inférieur 2 sur des butées avant 21 orientées en opposition au mouvement axial, tel qu’illustré en figures 4 et 7 à 9. Ces butées ont l’avantage de limiter la course. Ce qui confère une fonction supplémentaire à la plaque d’engrènement 9.
Par ailleurs, le matériau de la première portion 12 présente une dureté inférieure à celle du métal formant la plaque de base 9. Cette plaque d’engrènement 9 permet donc également d’absorber le bruit en butée, notamment afin de produire une sensation agréable au conducteur.
De plus, chaque excroissance latérale 11 est prolongée dans l’axe longitudinal A de la plaque d’engrènement 10 par la deuxième portion 13, qui présente ici une surface d’appui latérale 93 sensiblement parallèle à l’axe longitudinal A, sensiblement orthogonale à la surface de butée arrière 92 et portée par la deuxième portion 13.
La deuxième portion 13 est formée, ici, d’un troisième matériau présentant un coefficient de friction inférieur à celui du métal formant la plaque de base 9. Cette plaque d’engrènement 9 permet donc également de résister au serrage par les parois de serrage, notamment de résister à un effort sur le volant et à un couple tendant à faire tourner le tube supérieur 1 par rapport au tube inférieur 2.
Ces surfaces d’appui latérales 93, sont à l’écart des butées arrière 21 de la base inférieure 2, dans une utilisation normale, et sont les zones privilégiées de contact lorsqu’un couple est appliqué sur les parties mobiles telles que le tube supérieur 1. L’effort généré provoquera alors la mise en contact, ou en contrainte, de ces surfaces d’appui 93 sur les éléments supports comme la base inférieure 2, notamment des rails longitudinaux de cette dernière, comme on peut le voir en figure 10.
Enfin, la plaque d’engrènement 10 peut intégrer au moins un brin 94, ici formé d’une lame élastique de base de même matière que la deuxième portion 13, permettant d’exercer sur les éléments fixes comme la base inférieure 2 un léger effort. Notamment, cette lame élastique 94 peut être glissée contre un rail de guidage supérieur longitudinal de la base inférieure 2.
Cet effort a pour fonction de recentrer la position angulaire du tube supérieur 1 par rapport aux éléments supports, à savoir la base inférieure 2 et les pattes 3, et ainsi revenir au jeu initial entre les surfaces d’appuis mentionnées précédemment.
Cette plaque de base 9 peut posséder, comme illustré en figure 6, également une forme intérieure 95, ici formant des projections latérales, permettant de soutenir les fortes sollicitations sur les excroissances latérales 11 , notamment en écrasement. Cette architecture permet alors de renforcer la résistance aux chocs en butée entre les surface de butée arrière 92 de la plaque 9 et les butées avant 21 , lors du réglage axial. Elle permet également de renforcer la résistance à des forts couples entre le tube supérieur 1 et le tube inférieur 2 par l’intermédiaire du contact entre les surfaces d’appui latérales 93 et les éléments support comme le tube inférieur 2, par exemple.
A noter que les excroissances latérales 11 peuvent non seulement être en matière plastique, mais encore en élastomère, mousse ou une combinaison de matières absorbantes de vibrations ou de frottement.
Les surfaces d’appui latérales 93 peuvent également être de forme convexe ou autre permettant de réduire la surface en contact et limiter ainsi la friction provoquée par le contact avec les éléments support.
Les lames 94 peuvent également être dimensionnées pour supporter les forts couples décrits précédemment et supportés par les surfaces d’appui 93 par une forme différente ou de matière plus raide comme du métal.
Dans une idée d’optimisation, le système peut également intégrer une seule lame 94 en privilégiant un côté restant en contact dans une utilisation normale. Ce jeu unilatéral est alors positionné pour supporter les couples les plus importants si une orientation est à privilégier.
L’avantage de l’invention est donc d’intégrer plusieurs matières compatibles afin de répondre à différentes exigences avec un même composant. Chaque matière étant adaptée à des contraintes spécifiques (effort statique, impact à forte vitesse, absorption de bruit...). Ainsi, lors de l’assemblage du système, le composant formé par la plaque d’engrènement est unique. Cela simplifie le montage de la colonne de direction.
A noter que la deuxième portion peut être un matériau, par exemple avec une dureté shore A 85, tel qu'un polyuréthane thermoplastique (encore connu sous le nom de TPU).
L’avantage de l’invention réside également dans le fait d’intégrer le plus de fonctions possibles sur un composant afin de limiter l’impact économique par une réduction du nombre de composants. Cette optimisation permet de réduire :
- le nombre d’outillages et les ressources nécessaires au suivi de ces composants.
la quantité de maillons nécessaires lors de la réalisation des chaînes de cote du système et ainsi, augmenter la précision de l’ensemble ou augmenter les tolérances conduisant à une réduction du coût de fabrication des composants.
- le nombre de composants à assembler et ainsi réduire la quantité d’opérations d’assemblage et ou de contrôle.
Claims
1. Plaque d’engrènement (10) d’un dispositif d’absorption d’énergie de colonne de direction, comprenant une plaque de base (9) comprenant une rangée de premières formes d’engrènement (91 ) permettant l’engrenage d’autres formes d’engrènement avec ces premières formes d’engrènement, la rangée de premières formes d’engrènement s’étendant selon un axe longitudinal, la plaque d’engrènement étant caractérisée en ce qu’elle comprend en outre des excroissances latérales (11 ) saillantes de part et d’autre de la plaque de base et de son axe longitudinal, ces excroissances latérales étant surmoulées sur ladite plaque de base de manière à ce que chacune de ces excroissances latérales présente une surface de butée arrière (92) et/ou une surface d’appui latérale (93) par rapport à l’axe longitudinal (A).
2. Plaque d’engrènement selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la plaque de base (9) est formée d’un premier matériau et les excroissances latérales (11 ) sont formées d’un ou plusieurs matériaux ayant un coefficient de friction inférieur à celui du premier matériau.
3. Plaque d’engrènement selon la revendication 2, caractérisée en ce que le premier matériau est du métal.
4. Plaque d’engrènement selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque excroissance latérale (11 ) comprend une première portion (12) portant la surface de butée arrière (92) et une deuxième portion (13) portant la surface d’appui latéral (93), et en ce que la première et la deuxième portions (12, 13) sont bi-injectées sur la plaque de base (9).
5. Plaque d’engrènement selon la revendication 4, caractérisée en ce que la première portion (12) est en matière plastique, élastomère, mousse ou une combinaison de matières absorbant les vibrations et/ou les frottements.
6. Plaque d’engrènement selon l'une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisée en ce que la plaque de base (9) comprend des projections latérales (95) autour desquelles est surmoulée au moins la deuxième portion (13).
7. Plaque d’engrènement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les surfaces d’appui latérales (93) sont convexes.
8. Plaque d’engrènement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en qu”au moins l’une des excroissances latérales (11 ) présente une lame élastique (94) directement reliée cette excroissance latérale et agencée de manière à entrer en contrainte élastique lorsqu’une force est exercée depuis le dessus de la plaque d’engrènement vers le dessous de celle-ci, le dessous de la plaque d’engrènement étant agencé pour être fixé contre un tube d’une colonne de direction destinée à recevoir cette plaque d’engrènement.
9. Colonne de direction comprenant :
une base inférieure (2) destinée à être reliée au châssis d’un véhicule et comprenant des parois de serrage,
un tube supérieur (1 ) agencé entre ces parois de serrage de manière à être coulissant dans ladite base inférieure, selon un axe de coulissement et entre une position étirée et une position rétractée,
un mécanisme de serrage (5) agencé de manière à serrer les parois de serrage l’une vers l’autre de sorte à immobiliser le tube supérieur dans la base inférieure,
un dispositif d’absorption d’énergie comprenant un organe d’engrènement solidaire de la base inférieure et mobile entre des positions d’engagement et de désengagement,
caractérisée en ce qu’elle comprend en outre une plaque d’engrènement (9) selon l’une des revendications précédentes fixée sur le tube supérieur (1 ) de manière à ce que :
- ledit axe longitudinal soit sensiblement parallèle à l’axe de coulissement,
- l’organe d’engrènement s’engrène avec lesdites premières formes d’engrènement en position d’engagement et se dégage de ceux-ci en position de désengagement,
- la surface de butée arrière est en contact contre une butée avant de la base inférieure en position étirée, et/ou
- la surface d’appui latérale est à l’écart ou en contact glissant contre des rails longitudinaux fixes par rapport à la base arrière, lorsque les parois de serrages sont desserrées, et est prise en étau par les parois de serrage lorsqu’elles sont serrées.
10. Colonne de direction selon la revendication 9, caractérisée en ce que la plaque d’engrènement (10) est selon la revendication 8, la base inférieure comprenant des rails longitudinaux, contre lesquels la ou les lames (94) sont agencées en contrainte élastique.
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