Brevet FR2509245A1 — publié le 19830114

La présente invention se rapporte un dispositif de direction assistée d'un véhicule, comportant une colonne de direction tournante ayant un premier arbre manoeuvré par des moyens pilotes et un deuxième arbre agissant sur des moyens de braquage par l'intermédiaire d'un engrenage logé dans un boîtier de direction, ces deux arbres étant coaxiaux et placés l'un à la suite de l'autre et présentant un jeu angulaire relatif limité pour permettre un décalage angulaire sous l'action des moyens pilotes, un appareil-détecteur du décalage angulaire ayant un corps monté par des moyens de fixation sur le boitier de direction, et des moyens d'assistance asservis a cet appareil détecteur et admis, en réponse à un décalage angulaire, à agir sur les moyens de braquage dans le meme sens que les moyens pilotes. La présente invention est particulièrement bien adaptée à un tel dispositif de direction assistée, dans lequel un roulement est monté autour du deuxième arbre pour centrer celuici dans le corps de l'appareil détecteur et le boitier de direction. L'appareil détecteur du décalage angulaire entre les deux arbres de la colonne de direction peut avoir toute forme appropriée et, par exemple, consister en un distributeur hydraulique interposé entre une centrale hydraulique d'assistance et un actuateur tel qu'un vérin hydraulique agissant sur les moyens de braquage. Un tel distributeur se trouve ainsi muni d'un certain nombre de tuyaux qui assurent les liaisons hydrauliques avec la centrale et le vérin. En général, on fixe le corps de l'appareil détecteur du décalage angulaire sur le bottier de direction, au moyen de brides boulonnées. Ce montage a pour inconvénient d'être encombrant, notamment radialement, à un endroit où précisément la place disponible est réduite, plus particulièrement lorsque l'appareil détecteur du décalage angulaire consiste, par exemple en un distributeur hydraulique muni de tuyaux. Le boulonnage et le déboulonnage des brides sont malaisés, ce qui complique les opérations de première monte et de révision. En outre, dans les dispositions connues, un jeu est souvent ménagé à l'endroit du roulement entre celui-ci et le corps ou le bottier pour permettre une application correcte des bri des de fixation. Mais, en raison de ce jeu, le roulement a une position instable entre le'corps et le boîtier. On peut sans doute chercher à-supprimer ce jeu, mais, dans ce cas, les brides sont mal appliquées l'une contre l'autre, ce qui introduit des-distorsions lors de leur boulonnage. La présente invention a pour objet un dispositif de direction assistée d'un véhicule du type indiqué ci-dessus, qui est exempt de ces inconvénients et qui permet un montage et un démontage simples et commodes du corps de l'appareil détecteur du décalage angulaire sur le boitier de direction, ceci avec une constructibn robuste, peu encombrante et Econosique grace à une absence de vis et de trous taraudés. Suivant l'Invention, un dispositif de direction assistée d'un véhicule, du type indiqué ci-dessus, est caractérisé en ce que les moyens de fixation du corps de l'appareil détecteur sur le boîtier de direction comportent une bague en matière plastique qui est engagée par effet d'encliquetaqe, sous. contrainte élastique, a l'intérieur de deux extrémités annulaires affrontées dudit corps et dudit boîtier. Grâce à cette disposition, l'encombrement notamment radial est particulièrement réduit, ce qui permet, en particulier lorsque l'appareil détecteur-consiste en un distributeur hydraulique, de faire passer commodément les tuyaux. En outre, le montage est effectué d'une manière immédiate, grâce à l'effet d'encliquetage, et permet une mise en position angulaire pre- cise selon l'emplacement des tuyauteries. Lorsqu'un roulement est monté autour du deuxième arbre pour centrer celui-ci dans le corps et le boîtier, la bague en matière plastique est engagée par effet d'encliquetage sous contrainte élastique non seulement à l'intérieur des deux ex trémités annulaires affrontées du corps et du boîtier mais également autour de ce roulement. Il est à noter que la bague plastique assure un attelage sous contrainte élastique du corps et du boîtiér avec un posi -tionnement sans jeu du roulement. Cette contrainte élastique est choisie supérieure aux forces de réaction de l'engrenage interposé entre le deuxième arbre et des moyens de braquage, par exemple 250 daN, mais inférieure aux forces qui risqueraient de déformer le corps et le boîtier, par exemple 500 daN. Grâce à un tel choix judicieux-de la contrainte élastique développée par la bague plastique, on bénéficie d'une excellente sécurité, avec un montage efficace et un positionnement précis. Dans une forme d'exécution, l'effet d'encliquetage est réalisé par engagement d'au moins une nervure annulaire dans au moins une gorge annulaire ou vice-versa. De-préférence, les nervures et gorges ont des versants inclinés qui font, par rapport à l'axe de la colonne de direction, un angle compris entre 450 et 900 et de préférence voisin de 700. La bague en matière plastique est, par exemple, faite en une matière telle que celle qui est commercialisée sous la dénomination HOSTAFORM C9021 ou en une matière telle que celle qui est commercialisée sous la dénomination VICTREX. Dans une forme d'exécution préférée, la bague en matière plastique comporte une première nervure annulaire s'engageant dans une gorge annulaire du corps de l'appareil détecteur et une deuxième nervure annulaire s'engageant dans une gorge annulaire du boîtier de direction. En outre, lorsqu'un roulement est prévu autour du deuxième arbre pour centrer celui-ci dans le corps et le boîtier, la bague en matière plastique comporte une gorge annulaire coiffant extérieurement ce roulement. Cette dernière gorge a deux flancs qui présentent avantageusement des évidement alternés pour les besoins du démoulage; lorsque la bague en matière plastique est réalisée par moulage. Des formes d'exécution de l'invention sont ci-après décrites, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexé dans lesquels la figure 1 est une vue schématique, en perspective, d' un dispositif de direction assistée suivant l'invention; la figure 2 est une vue, à plus grande échelle et en coupe longitudinale, de l'appareil de détection du décalage angulaire entre les deux arbres de la colonne de direction, cet appareil étant constitué par un distributeur hydraulique, et montre le montage, au moyen d'une bague plastique suivant l'invention, du corps de ce distributeur sur le boîtier de direction; la figure.3 est une vue à plus grande échelle de ce montage au moyen de ladite bague plastique; la figure 4 est une vue partielle, en perspective, mon trant la configuration de l'intérieur de la bague en matière plastique;; les figures 5, 6, 7 et 8 illustrent des phases successives du montage de la bague en matière plastique sur le corps de l'appareil détecteur, sur le roulement, et sur le boitier de direction; les figures 9, 10 et 11 sont des vues analogues à la figure 3 mais concernent trois variantes respectivement. On se référera d'abord aux figures 1 à 8 qui concernent, à titre d'exemple non limitatif, une application de l'invention à un dispositif de direction assistée pour véhicule automobile. Ce dispositif comporte (figure 1) une colonne de direction tournante 10 ayant un premier arbre 11 manoeuvré par des moyens pilotes tels qu'un volant 12 et un deuxième arbre 13 agissant par l'intermédiaire d'un engrenage 14, 15 sur des moyens de braquage tels que des biellettes 16, pour commander l'orientation des roues directrices R du véhicule automobile. Les arbres 11 et 13 de la colonne de direction 10 sont coaxiaux et placés l'un à la suite de l'autre et accouplés l'un avec l'autre avec un jeu angulaire relatif limité permettant un décalage angulaire, sous l'action du volant 12. Dans l'exemple représenté aux figures 1 à 3, l'engrenage 14, 15 consiste en un pignon 14 qui engrène avec une crémaillère 15. Le pignon 14 est formé à l'extrémité de l'arbre 13, tandis que la crémaillère 15 est liée parses deux extrémités avec les biellettes de braquage 16. Une centrale hydraulique d'assistance 17, 18 comporte un réservoir 17 et une pompe 18 puisant dans ce réservoir 17. Un actuateur est formé par un vérin hydraulique 19 dont la tige de piston 20 agit sur la crémaillère 15. Un distributeur hydraulique 21 est interposé entre la pompe 18 et le vérin 19 et constitue un appareil détecteur sensible au décalage angulaire des deux arbres l1 et 13 pour faire agir le vérin 19 sur les biellettes de braquage 16 dans le même sens que les moyens pilotes 12. Dans l'exemple représenté à la figure 2, le distributeur 21 comporte un corps 22 et deux disques rotors adjacents 23A, 23B respectivement solidaires en rotation des deux arbres 11 et 13. Les disques rotors 23A et 23B sont munis respectivement de divers passages hydrauliques 24A et 24B. Les passages 24A et 24B des disques rotors 23A et 23B coopèrent avec des gorges 25, 26 et 27 qui sont ménagées dans le corps 22 et qui sont reliées à des orifices 28, 29 et 30 respectivement. Les passages 24A et 24B des rotors 23A et 23B coopèrent également avec un passage de retour 31 qui est ménagé au centre du distributeur 21 et qui est relié à un orifice 32 du corps 22. L'orifice 28 est un orifice de pression relié par un conduit 33 (figure 1) à la pompe 18. L'orifice 32 est un orifice de retour relié par un conduit 34 au réservoir 17. Les orifices 29 et 30 sont des orifices de service, reliés respectivement par des conduits 35 et 36 aux deux cotés du vérin 19. Les arbres 11 et 13 (figure 2) sont accouplés élastiquement l'un par rapport à l'autre par une barre de torsion 37. En outre, une pièce -38 ayant une section prismatique est solidaire d'un des arbres 11 et 13, par exemple l'arbre 11, et est engagée, avec un débattement angulaire, dans une cavité de section prismatique 39 de l'autre arbre 13, la pièce 38 assure le centrage des arbres 11 et 13 l'un par rapport à l'autre. C'est le débattement angulaire prévu entre la pièce 38 et la cavité 39 qui définit le jeu angulaire relatif limité entre les arbres 11 et 13. Ce jeu est de quelques degrés de part et d'autre d'une position neutre moyenne-de repos qui-tend à etre rappelée et maintenue par la barre de torsion 37. Suivant la position angulaire relative des deux disques rotors 23A et 23B, on se trouve en présence de l'une ou l'autre des positions de fonctionnement suivantes: - L'orifice de pression 28 est mis en communication, via les passages 24A et 24B des disques rotors 23A et 23B, avec l'orifice 32 de retour au réservoir 17, ce qui correspond à la position neutre de repos et, dans ce cas, l'assistance n'intervient pas; - L'orifice de pression 28 est mis en communication, via les passages 24A et 24B des disques rotors 23A et 23B, avec l'orifice de service 29, ce qui fait intervenir le vérin 19 dans un sens;; - L'orifice de pression 28 est mis en communication, via les passages 24A et 24B des disques rotors 23A et 23B, avec l'autre orifice de service 30, ce qui fait intervenir le vérin 19 dans-l'autre sens. En l'absence d'action du conducteur sur le volant 12, les arbres 11 et 13 sont maintenus en position angulaire neutre de repos par la barre de torsion 37. L'insiallation fonctionne à centre ouvert et le verin 19 n'est pas sollicité. Lorsque le conducteur exerce une action sur le volant 12 pour braquer les roues R, les arbres lI et 13 sont décalés l'un par rapport à l'autre dans un sens détermine, et la position angulaire relative des deux disques 23A et 23B passe de la position neutre de repos a une position de travail ou le débit de la pompe 18 passe de orifice 28 à l'orifice de service correspondant 29 ou 30. Le vérin 19 agit ainsi dans le sens désiré de braquage. En cas de défaillance des moyens d'assistance 17, 18 1' action de braquage sur le volant 12 a pour effet d'absorber le jeu angulaire relatif limité entre les arbres ll et 13 et défini par la pièce 38 dans la cavité 39. La résistance élastique opposée par la barre de torsion 37 est facilement surmontée et, grâce à la liaison rigide réalisée par la pièce 38 entre les arbres 11 et 13, 1 'arbre 13 est entraîné solidairement en rotation par l'arbre 11, ce qui permet une suppléance manuelle par les moyens pilotes 12 qui assurent alors directement le braquage. L'engrenage formé par le pignon 14 et la crémaillère 1-5 est logé dans un boîtier de direction 40. Le corps 22 du distributeur 21 détecteur du décalage angulaire entre les arbres 11 et 13 est monté par des moyens de fixation 41 sur ce boîtier de direction 40. L'arbre 11 est monté par l'intermédiaire d'un roulement 42 dans le corps 22 du distributeur 21, tandis que l'arbre 13 est monte par l'intermédiaire d'un roulement 43 dans le boîtier de direction 40. En outre, un roulement 44 est monté autour de l'arbre 13 pour centrer celui-ci dans le corps 22 du'distribu- teur 21 et dans le boîtier de direction 40. Le roulement 44 est disposé axialement entre les roulements 42 et 43. On voit en 45 la bague intérieure du roulement 44 qui est montée sur l'arbre 13 et en 46 la bague extérieure de ce roulement 44-, tandis que les organes de roulement, tels que des billes, sont désignés par 47. Comme on le voit plus particulièrement aux figures 2 et 3, la bague intérieure 45 du roulement 44 est positionnée axialement sur l'arbre 13 entre deux circlips 48 et 49. -Le corps 22 du distributeur 21 et le boîtier de direction 40 présentent respectivement deux extrémités annulaires 50 et 51. Ces extrémités annulaires 50 et 51 (figure 3) sont symétriques avec un même diamètre et sont affrontées au voisinage l'une de l'autre. Le roulement 44 est situé axialement au niveau des extrémités 50 et 51. Les moyens de fixation du corps 22 du distributeur détecteur 21 sur le boîtier de direction,4O comportent une bague en matière plastique 41 qui est engagée par effet d'encliquetage sous contrainte élastique, d'une part, à l'intérieur des deux extrémités annulaires affrontées 50 et 51 du corps 22 et du boîtier 40 et, d'autre part, autour de la piste extérieure 46 du roulement 44. Cette bague en matière plastique 41 est, par exemple, faite en une matière telle que celle qui est commercialisée sous la dénomination HOS%~FORK C9021 ou en une matière telle que celle qui est commercialisée sous la dénomination VICTREX. La bague en matière plastique 41 comporte une première nervure annulaire 52 s'engageant dans une gorge annulaire 53 du corps 22 et une deuxième nervure annulaire 54 s'engageant dans une gorge annulaire 55 du boîtier de direction 40. L'effet d'encliquetage est réalisé par engagement des nervures annulaires 52 et 54 respectivement dans les gorges 53 et 55. Les nervures 52 et 54 et les gorges 53 et 55 ont des versants inclinés 56 qui font par rapport à l'axe A de la colonne de direction 10, un angle B qui est compris entre 45" et 900 et de préférence voisin de 700 (figure 3) En outre, la bague en matière plastique 41 comporte une gorge annulaire 57 coiffant extérieurement la piste extérieure 46 du roulement 44. Comme on le voit aux figures 3 et 4, la gorge 57 a deux flancs 58 et 59 qui présentent des évidements alternés 60 et 61, ceci pour les besoins du démoulage lorsque la bague en matière plastique 41 est réalisée par moulage. Après engagement des-nervures52 et 54 dans les gorges 53 et 55 et de la gorge 57 sur la bague extérieure 46 du roulement 44 (figure 3) les extrémités affrontées 50 et 51 du corps 22 et du boîtier 40 sont espacées par un léger jeu axial J, tandis que la bague en matière plastique 41-est ellé-même espacée du corps 22 et du boîtier 40 par dEe légers jeux axiaux J1 et J2. En vue de fixation du corps 22 du distributeur détecteur 21 sur le boîtier de direction 40, on engage d'abord par encliquetage (figures 5 et 6) la nervure 52 de la bague plastique 41 dans la gorge 53- du boîtier 22. Puis on engage (figure 7) la bague extérieure 46 du roulement 44 solidaire de 1' arbre 13, dans la gorge 57 de la bague plastique 41. Et enfin (figure 8), on engage sous contrainte axiale élastique la nervure 54 de la bague plastique 41 dans la gorge 55 du boîtier de direction 40. Après un tel engagement, le corps 22 est rendu solidaire du boîtier 40. On appréciera qu'une telle opération de montage s'effectue immédiatement dans d'excellentes conditions de commodité et avec un encombrement,notamment radial, qui est réduit. En particulier, il est aisé detpositionner le corps 22 par rapport au boîtier 40 pour raccorder les tuyaux 33, 34, 35 et 36. I1 est à noter que la bague plastique 41 assure un attelage sous contrainte élastique du corps 22 et du boîtier 40 avec un positionnement sans jeu du roulement 44. Cette contrainte élastique est choisie supérieure-aux forces de réaction de l'engrenage 14, 15 interposé entre le deuxième arbre 13 et les moyens de braquage 16, par exemple 250 daN, mais inférieure aux forces qui risqueraient de déformer le corps 22 et le boîtier 40, par exemple 500 daN. Grâce à un tel choix judicieux de la contrainte élastique développée par la bague plastique 41, on bénéficie d'une excellente sécurité avec un montage efficace et un positionnement précis. En variante (figure 9) la disposition est analogue à celle qui vient d'être décrite en référence aux figures 1 à 8, mais les nervures 52, 54 et les gorges 53, 55 sont inversées. Les nervures, désignées par 62 et 63 sont ici ménagées sur le corps 22 et sur le boîtier 40, tandis que les gorges désignées par 64 et 65 sont ménagées dans la bague plastique 41. Dans une autre variante (figure 10), la bague en matière plastique 41 comporte une gorge annulaire 66 s'engageant sur deux nervures annulaires voisines 67 et 68 du corps 22 et du boîtier 40, respectivement. Dans ce cas, le jeu J est supprimé et les extrémités affrontées 50 et 51 du corps 22 et du boî- tier 40 sont appliquées axialement l'une contre l'autre en 69. Par contre, la bague en matière plastique 41 est toujours espacée du corps 22 du boîtier 40 par les légers jeux axiaux Jl et J2. Dans une autre variante (figure 11), la bague plastique 41 comporte, comme à la figure 10, la gorge annulaire 66 qui est engagée dans les nervures voisines 67 et 68 du corps 22 et du boîtier 40, mais les extrémités affrontées 50 et 51 du corps 22 du boîtier 40 sont espacées axialement par le léger jeu J, tandis que les jeux J1 et J2 sont supprimés et, dans ce cas, la bague plastique 41 est appliquée axialement tant contre le corps 22 en 70 que contre le boîtier en 71. En outre, à la figure 11, la bague plastique 41 est engagée sur la bague extérieure 46 du roulement 44, grâce à une nervure 72 de la bague 41 qui est engagée dans une gorge 73 de la bague extérieure 46 du roulement 44. REVENDICATIONS 1) Dispositif de direction assistée d'un véhicule, comportant une colonne de direction tournante 10 ayant un premier arbre 11 manoeuvré par des moyens pilotes 12 et un deuxième arbre 13 agissant sur des moyens de braquage 16 par l'intermédiaire d'un engrenage 14, 15 logé dans un boîtier de direction 40, ces deux arbres 11, 13 étant coaxiaux et placés l'un à la suite de l'autre et présentant un jeu angulaire relatif limité pour permettre un décalage angulaire sous l'action des moyens pilotes 12, un appareil détecteur 21 de ce décalage angulaire ayant un corps 22 monté par des moyens de fixation sur le bol- tier de direction 40, et des moyens d'assistance 17, 18 asservis à cet appareil détecteur 21 et admis, en réponse à un décalage angulaire, à agir sur les moyens de braquage 16 dans le même sens que les moyens pilotes 12, dispositif caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation du corps 22 de l'appareil détecteur 21 sur le boîtier de direction 40 comportent une bague 41 en matière plastique qui est engagée sous contrainte élastique à l'intérieur de deux extrémités annulaires affrontées 50, 51 dudit corps 22 et dudit boîtier 40. 2) Dispositif de direction assistée d'un véhicule, comportant une colonne de direction tournante 10 ayant un premier arbre 11 manoeuvré par des moyens pilotes 12 et un deuxième arbre 13 agissant sur des moyens de braquage 16 par l'intermédiaire d'un engrenage 14, 15 logé dans un boîtier de direction 40, ces deux arbres- 11, 13 étant coaxiaux et placés l'un à la suite de l'autre et présentant un jeu angulaire relatif limité pour permettre un décalage angulaire sous l'action des moyens pilotes 12,un appareil détecteur 21 de ce décalage angulaire ayant un corps 22 monté par des moyens de fixation sur le boi- tier de direction 40, un roulement 44 étant monté autour dudit deuxième arbre 13-pour centrer celui-ci dans ledit corps 22 et ledit boîtier 40, et des moyens d'assistancè 17, 18 asservis audit appareil détecteur 21 et admis, en réponse à un décalage angulaire, à agir sur les moyens de braquage 16 dans le même senskque les moyens pilotes 12, dispositif caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation du corps 22 de l'appareil détecteur 21 sur le boîtier de direction 40 comportent une bague 41 en matière plastique qui est engagée, sous contrainte élas tique, d'une part, à l'intérieur de deux extrémités annulaires affrontées 50, 51 dudit corps 22-et dudit boîtier 40 et, d'autre part, autour dudit roulement 44. 3) Dispositif suivant la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la bague en matière plastique 41 est engagée par effet d'encliquetage. 4) Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ledit effet d'encliquetage est réalisé par engagement d'au moins une nervure annulaire 52, 54, 62, 63, 67, 72 dans au moins une gorge annulaire 53, 55, 64, 65, 66, 73 ou viceversa. 5) Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites nervures et gorge ont des versants inclinés 56. 6) Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits versants inclinés 56 font'par rapport à l'axe A de la colonne de direction 10 un angle B qui est compris entre 450 et 90" et de préférence voisin de 700. 7) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bague 41 en matière plastique comporte une première nervure annulaire 52 s'engageant dans une gorge annulaire 53 du corps 22 de l'appareil détecteur 21' et une deuxième nervure annulaire 54 s'engageant dans une gorge annulaire 55 du boîtier de direction 40 (figure 3). 8) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bague 41 en matière plastique comporte une première gorge annulaire 64 s'engageant sur une nervure annulaire 62 du corps 22 due l'appareil détecteur 21 et une deuxième gorge annulaire 65 s'engageant sur une nervure annulaire 63 du boîtier de direction 40 (figure 9). 9) Dispositif suivant la revendication 7.ou la revendication 8, caractérisé en ce qu'après engagement des nervures dans les gorges, les extrémités affrontées 50, 51 du corps 22 et du boîtier 40 sont espacées par un léger jeu axial J, tandis que la bague 41 en matière plastique est elle-même espacée du corps 22 et du boîtier 40 par de légers jeux axiaux J1, J2 (figures 3 et 9). 10) Dispositif suivant l'une quelconque des revendica -tions 1 à 6, caractérisé en ce que la bague 41 en matière plas tique comporte une gorge annulaire 66 s'engageant sur deux;ner- vures annulaires voisines 67, 68 du corps 22 et du boîtier 40 respectivement (figures 10 et 11) 11) -Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'après engagement de la gorge 66 sur les nervures 67, 68, les extrémités affrontées 50,;51du corps 22 et du boîtier 40 sont appliquees axialement en 69 l'une contre l'autre, tandis que la bague 41 en matière plastique est espacée du corps et du boîtier par de légers jeux axiaux J1, J2 (figure 10). 12) Dispositif suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'après engagement de la gorge 66 sur les nervures 67, 68, les extrémités affrontées 50, 51 du corps 22 et du boîtier 40 sont espacées par un léger jeu axial J, tandis que la bague 41 en matière plastique est appliquée axialement en 70, 71 tant contre le corps 22 que contre le-boîtier 40 (figure li). 13) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 12, caractérisé en ce que la bague 41 en matière plastique comporte une gorge annulaire 57 coiffant extérieurement ledit roulement 44. 14) Dispositif suivant la revendication 13, -caractérisé en ce que ladite gorge 57 a deux flancs 58, 59 qui présentent des évidements alternés 60, 61 (figures 3 à 10). 15) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 12, caractérisé en ce que la bague 41 en matière plastique comporte une nervure annulaire 72 s'engageant dans une gorge annulaire 73 du roulement 44 (figure 11).