Brevet FR2500397A1 — publié le 19820827

La présente invention se rapporte à un dispositif de di- rection assistée d'un véhicule comportant des moyens pilotes agissant sur des moyens de braquage par un élément de trans- mission tournant, cet élément étant en deux parties accouplées élastiquement par une barre de torsion, un jeu angulaire re- latif étant ménagé entre ces deux parties pour permettre un décalage angulaire entre lesdites parties sous l'action des moyens pilotes et contre une action.de rappel de la barre de torsion, et des moyens d'assistance qui en réponse à un.tel 1o décalage angulaire sont admis à agir sur les moyens de bra- quage dans le même sens que les moyens pilotes, lesdits moyes d'assistance comportant une centrale hydraulique, un actua- teur agissant sur les moyens de braquage et un distributeur interposé entre la centrale et l'actuateur et ayant deux ro- tors respectivement solidaires en rotation des deux dites par- ties. La barre de torsion peut être fixée par ses extrémités aux deux parties de l'élément de transmission tournant par tous moyens appropriés et par exemple des moyens de scellement, notamment aous forme d'une brasure qui a, sans doute, l'avan- tage d'avoir non seulement une fonction de fixation mais éga- lement une fonction d'étanchéité pour le liquide hydraulique entre le distributeur et le milieu extérieur. Une telle bra- sure a, en outre, l'avantage de permettre commodément une mi- se en coincidence d'une part, de la position neutre du distri- buteur et, d'autre part, de la position de repos de la barre de torsion. Mais il est apparu souhaitable d'envisager une fixation positive, par exemple par une goupille, des extrémités de la barre de torsion avec les deux parties de l'élément de trans- mission tournant et, en. tout cas, de l'extrémité de cette bar- re de torsion associée à la partie de l'élément de transmis- sion tournant qui est associée aux moyens pilotes, et ceci pour augmenter la sécurité de suppléance manuelle en cas de défaillance de l'assistance, bien que le débattement angulaire des parties de l'élément de transmission soit limité, limitant par la même les efforts transmis par ladite goupille. Dans ces conditions, l'invention se rapporte plus parti- culièrement à un dispositif de direction assistée d'un véhicu- le du type décrit, dans lequel la barre de torsion présente, d'une part, un tronçon. principal qui traverse le distributeur et s'étend librement dans un perçage desdites parties et, d' autre part, deux extrémités qui sont fixées respectivement auxdites parties, l'une au moins de ces extrémités étant for- mée par une tête élargie de ladite barre de torsion. Une telle tête élargie permet commodément une fixation. par goupille avec une grande sécurité au point de vue mécani- que. Mais un tel mode de fixation. n'assure pas l'étanchéité au liquide hydraulique entre le distributeur et le milieu exté- rieur, cette étanchéité est généralement réalisée par un moyen. supplémentaire consistant en. un. joint qui est inséré dans une gorge de la tête élargie et qui coopère avec le perçage de la partie correspondante. Toutefois, cette gorge affaiblit la section de la tête élargie et, ce qui est plus grave, peut provoquer une amorce de rupture. San.s doute, on. pourrait envi- sager de ménager la gorge, non pas dans la tête élargie, mais dans le perçage de la partie correspondante mais, compte tenu du faible diamètre, la formation. d'une telle gorgeestmalcom- mode. La présente invention, a pour objet un dispositif de di- rection assistée d'un véhicule du type indiqué, qui est exempt de ces inconvénients et dont la construction est particulière- ment simple et robuste, avec une excellente étanchéité. Suivant l'invention, ce dispositif est caractérisé en ce qu'au moins un joint d'étanchéité annulaire est disposé autour du tronçon principal de la barre de torsion en étant appliqué contre la tête élargie et engagé dans le perçage. Grace à cette disposition, le joint assure une excellente étanchéité en étant automatiquement poussé contre la tête élar- gie par la pression du liquide hydraulique dans le distribu- teur, pression qui est d'autant plus grande et permet uneétan- chéité d'autant plus efficace que le risque de fuite est lui- même plus grand. De préférence, la barre de torsion présente entre le tron- çon.principal et la tête élargie un congé de raccordement.Ain- si, le joint d'étanchéité annulaire est adapté à se coincer en application contre la tête élargie dans ce congé de raccorde- ment, ce qui assure une parfaite étanchéité. Le joint d'étanchéité annulaire peut consister en un. joint torique ou encore un joint à lèvres mais on peut égale- ment former le joint d'étanchéité par une injection in situ d'une pate à joint polymérisable. ce joint peut être prévu seul ou encore associé à au moins une rondelle de maintien de positionnement axial. Des formes d'exécution de-l'invention sont ci-après dé- crites, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue générale schématique, en pers- pective, d'un dispositif de direction assistée suivant l'in,- vention; la figure 2 est une vue du distributeur de ce dispositif, à plus grande échelle et en coupe longitudinale; la figure 3 montre schématiquement en perspective ce dis- tributeur; la figure 4 est une vue partielle, à plus grande échelle encore du joint d'étanchéité, appliqué contre une tête élar- gie de la barre de torsion; la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 mais con,- cerne une variante. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 4, un dispositif de direction assistée suivant l'invention est appliqué, à titre d'exemple non limitatif, à un véhicule au- tomobile. ce dispositif comporte (figure 1) des moyens pilotes 10 agissant sur des moyens de braquage tels que des biellettes 11. Les moyens pilotes 10 comportent un.volant 12 et une co- lonne de direction 13. Celle-ci constitue un élément de trans- mission tournant en deux parties alignées 13A et 13B accou- plées l'une à l'autre avec un jeu angulaire relatif limité permettant un. décalage angulaire entre les parties 13-A et 13B sous l'action des moyens pilotes 10. La partie 13A est soli- daire du volant 12, tandis que la partie 13B est solidaire d' un pignon 14 qui engrène avec une crémaillère 15. Celle-ci commande l'orientation des roues directrices 16 du véhicule par l'intermédiaire des biellettes de braquage 11. 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 est sensible au décalage angulaire des deux parties 13A et 13B pour faire agir le vérin 19 sur les biellettes de braquage 11, dans le même sens que lesmoyens pilotes 10. Dans l'exemple représenté aux figures 2 et 3, le distri- buteur 21 comporte un empilement axial composé: d'un premier stator 22; d'un premier rotor constitué par un disque 23A solidaire en rotation. de la partie 13A de la colonne de direc- tion; d'un deuxième rotor constitué par un disque 23B soli- daire en rotation de la partie 13B de la colonne de direction;- et d'un deuxième tstator 24. Le premier stator 22 comporte une gorge annulaire d'ali- mentation 25 qui est reliée à un orifice 28 (figure 2) lui-mê- me relié par un conduit 27 (figure 1) à la pompe 18. Le pre- mier stator 22 comporte également un. orifice de retour 26 (fi- gure 2) relié par un conduit 29 (figure 1) au réservoir 17. Le disque rotor 23A comporte (figure 3) une série circu- laire de passages de communication. 30 et deux séries de passa- ges 31 et 32 de retour au réservoir 17. Le disque rotor 23B comporte deux séries circulaires concentriques de passages de communication 33 et 34. Le deuxième stator 24 comporte (figu- res 2 et 3) deux gorges annulaires concentriques 36 et 37 qui sont reliées respectivement à des orifices 38 et 39 (figure 2). Les orifices 38 et 39 sont des orifices de service reliés res- pectivement par des conduits 40 et 41 (figure 1) aux deux cô- tés du vérin 19. Suivant la position angulaire relative des deux rotors 23A et 23B, on se trouve en présence de l'une ou l'autre des conditions de fonctionnement suivantes: - L'orifice de pression 28 est mis en communication via les passages 30,33,34 avec les orifices de service 38 et 39 eux- mêmes en liaison avec les orifices 31 et 32 de retour au ré- servoir 17, ce qui correspond à la position neutre de repos du distributeur 21 et dans ce cas l'assistance n'intervient pas; - l'orifice de pression 28 est mis en communication via 0397 les passages 30 et 33 avec l'orifice de service 38, ce qui fait intervenir l'assistance dans un sens sur le vérin 19; - l'orifice de pression 28 est mis en communication via les passages 30 et 34 avec l'autre orifice de service 39, ce qui fait intervenir l'assistance sur le vérin 19 dans l'autre sens. Chacune des parties 13A,13B (figures 2 et 4) présente respectivement un perçage central 50 et 51. Une barre de tor- sion 52 accouple élastiquement les deux parties 13A et 13B. La barre de torsion 52 présente un tronçon principal 53 et traverse axialement les rotors 23A et 23B du distributeur 21 et s'étend librement, avec un jeu annulaire dans le perçage ,51 des parties 13A et 13B. La barre 52 présente en outre deux extrémités 54 et 55 qui sont fixées respectivement aux parties 13A et 13B. L'une au moins de ces extrémités, par exemple l'extrémi- té 54 dans le cas de la figure 2 est formée par une tête élar- gie 56 de la barre de torsion, 52. La barre de torsion 52 pré- sente entre le tronçon principal 53 et la tête élargie 56 un. congé de raccordement 57. La tête élargie 56 de la barre de torsion. 52 est fixée à la partie 13A par une goupille 58. L'autre extrémité 55 de la barre de torsion 52 est fixée à la partie 13B soit en. présentant une tête élargie fixée par goupille, comme l'extrémité 54, soit, ainsi qu'il est repré- senté à la figure 2, par une brasure 59 formant un moyen de scellement entre l'extrémité 55 et la partie 13. Les extrémités affrontées des deux parties 13A et 13B présentent un élargissement des perçages 50 et 51 pour former respectivement deux cavités 60 et 61 de forme prismatique. Dans ces cavités prismatiques 60 et 61 est logée une piè- ce 62 qui a également une forme prismatique et qui est engagée librement autour de la barre de torsion 52. C'est l'engagement de la pièce 62 dans les cavités 60 et 61 qui définit le jeu angulaire relatif limité entre les par- ties 13A et 13B. Ce jeu est de quelques degrés de part et d' autre d'une position neutre moyenne de repos qui tend à être rappelée et maintenue par la barre de torsion 52. Le calage angulaire des extrémités 54 et 55 de la barre 25.0397 de torsion. 52 sur les parties 13A et 13B et tel qu'il assure la mise en coincidence de la position de repos de la barre de torsion 52 avec la position neutre du distributeur 21. on appréciera que la brasure 59 assure non seulement la fixation de l'extrémité 55 de la barre 52 sur la partie 13B mais également l'étanchéité au liquide hydraulique entre le distributeur et le milieu extérieur. A l'autre extrémité 54 de la barre de torsion 52, la tête élargie 56 fixée par la goupille 58 à la partie 13A as- sure la solidarisation mécanique de cette extrémité 56 avec la partie 13A îrais il est nécessaire de prévoir un.moyen sup- plémentaire pour assurer l'étanchéité au liquide hydraulique entre le distributeur et le milieu extérieur. Ce moyen supplémentaire consiste en un. joint d'étanchéité. annulaire 70 engagé dans le perçage 50 (figures 2 et 4) autDur du tronçon. principal 53 de la barre de torsion. 52 et appliqué contre la tête élargie 56. Dans l'exemple représenté à la fi- gure 4, le joint 70 est un joint torique et est adapté à se coincer dans le congé 57 ménagé entre le tronçon principal 53 et la tête élargie 56 de la barre de torsion 52. Le joint 70 se coince automatiquement d'autant plus et assure une étanchéité d'autant plus efficace au niveau du con- gé 57 que la pression du liquide hydraulique dans le distribu- teur 21 est elle-même plus grande et que les risques de fuite sont eux-mêmes plus grands. Le joint d'étanchéité 70 peut être prévu seul mais on peut avantageusement lui associer des rondelles 71 et 72 de maintien de positionnement axial. La rondelle 71 est par exem- ple une simple rondelle plate tandis que la rondelle 72 con.- siste avantageusement en une rondelle élastique conformée de façon à coopérer en. arc-boutement avec la paroi du perçage 50, ceci pour maintenir le joint 70 énergiquement coincé en 57 en. toutes circonstances. En variante, le joint d'étanchéité annulaire consiste (figure 5) en un joint à lèvres 70' dont on voit les lèvres en 73 et 74. Dans une autre variante, le joint d'étanchéité annulaire peut être formé par une pate à joint polyzmérisable qui est in- jectée in situ. En l'absence d'action du conducteur sur le volant 12, les parties 13A et 13B sont maintenues en. position neutre de repos par la barre de torsion 52. Les passages 30 et 33,34 des rotors 23A et 23B ont une position relative telle que le débit de la pompe 18 passe directement de l'orifice 28 à 1' orifice 26. L'installation fonctionne à centre ouvert et le vérin 19 n'est pas sollicité. Lorsque le conducteur exerce une action sur le volant 12 pour braquer les roues 16, les parties 13A et 13B sont déca- lées l'une par rapport à l'autre dans un. sens déterminé et la position angulaire relative des deux disques 23A et 23B passe de la position neutre de repos à une position, de travail o les passages 30 et 33,34 font passer le débit de la pompe 18 de l'orifice 28 à l'orifice de service correspondant 38 ou 39. Le vérin 19 agit ainsi dans le sens désiré de braquage. Dans tous les cas, le joint d'étanchéité tel que le joint de la figure 4 ou le Joint 70' de la figure 5 assure une parfaite étanchéité au liquide hydraulique entre le distribu- teur 21 et le milieu extérieur. 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 parties 13A et 13B et défini par la pièce 62 dans les cavités 60 et 61. La résis- tance élastique opposée par la barre de torsion 52 est facile- ment surmontée puis, grâce à la liaison rigide réalisée par la pièce 62 entre les parties 13A et 13B, la partie 13B est entraînée solidairement en rotation. par la partie 13A, ce qui permet une suppléance manuelle par les moyens pilotes 10 qui assurent alors directement le braquage. Bien enrendu, l'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution décrites et représentées mais embrasse toutes va- riantes dans le cadre des revendications. REVENDICATIONS 1) Dispositif de direction assistée d'un véhicule compor- tant des moyens pilotes (10) agissant sur des moyens de bra- quage (11) par un élément de transmission tournant (13), cet élément (13) étant en. deux parties (13A et 13B) accouplées élastiquement par une barre de torsion (52), un jeu angulaire relatif limité étant ménagé entre ces deux parties (13A,13B) pour permettre un décalage angulaire entre lesdites parties (13A,13B) sous l'action des moyens pilotes (10) et contre une action de rappel de la barre de torsion (52), et des moyens d'assistance (17,18) qui en réponse à un tel décalage angulai- re sont admis à agir sur les moyens de braquage (11) dans le meme sens que les moyens pilotes (10), lesdits moyens d'assis- tance comportant une centrale hydraulique (17,18), un actua- teur (19) agissant sur les moyens de braquage (11) et un dis- tributeur (21) interposé entre la centrale et l'actuateur, dispositif dans lequel ladite barre de torsion (52) présente d'une part un tronçon principal (53) qui traverse le distribu- teur (21) et s'étend librement dans un perçage (50,51) desdi- tes parties (13A,13B) et d'autre part deux extrémités (54,55) qui sont fixées respectivement auxdites parties (13A,13B), 1' une au moins (54) de ces extrémités étant formée par une tête élargie (56) de ladite barre de torsion (52), dispositif ca- ractérisé en ce qu'au moins un joint d'étanchéité annulaire (70,70') est disposé autour du tronçon. principal (53) de la barre de torsion (52) en étant appliqué contre ladite tête élargie (56) et engagé dans ledit perçage (50) 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la barre de torsion (52) présente entre le tronçon princi- pal (53) et la tête élargie (56) un congé da raccordement (57) dans lequel ledit joint d'étanchéité annulaire (70,70') est adapté à se co ncer. 3) Dispositif suivant la revendication 1 ou la revendica- tion 2, caractérisé en ce que la tête élargie (56) de la barre de torsion. (52) est fixée à la partie correspondante (13A) de l'élément de transmission (13) tournant par une goupille (58). 4) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité annulaire est un joint torique (70). ) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité annulaire est un joint à lèvres (70'). 6) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le joint d'étanchéité annulaire est formé par une pate à joint polymérisable injectée in situ. 7) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins une rondelle (71,72) de maintien de positionnement axial est associée au joint annu- laire d'étanchéité (70).