Brevet FR2537935A1 — publié le 19840622

La présente invention se rapporte à un dispositif d'as- sistance de direction pour véhicules automobiles, notamment de di- rection à crémaillère et se rapporte plus particulièrement à un dispositif hydraulique d'assistance de direction. Dans les dispositifs d'assistance de direction hydrauli- ques connus, le boîtier de direction du véhicule est équipé d'un détecteur de couple destiné à commander un distributeur hydraulique d'actionnement d'un vérin à double effet qui entraîne la crémaillère de la direction dans un sens déterminé par le sens de rotation du volant ayant engendré le couple. L'invention visé à créer un dispositif d'assistance de direction qui soit d'une construction simple et d'un montage facile de sorte qu'on puisse équiper un véhicule d'une direction assistée en ajoutant à une direction ordinaire un nombre de cons- tituants réduit au minimum et ceci sans aucune modification du boîtier de direction. Elle a donc pour objet un dispositif d'assistance de di- rectio'i notamment pour véhicule automobile, comprenant un détec- teur du couple exercé sur la colonne de direction par actionnement du volant du véhicule et un distributeur hydraulique d'actionne- ment d'un vérin d'entraînement d'un organe lié aux roues directrices du véhicule, ledit détecteur de couple étant monté dans le boîtier de direction, caractérisé en ce que ledit détecteur de couple comporte un organe de sortie mobile en translation dont une extrémité fait saillie à l'extérieur du boîtier de direction par un orifice de la paroi de celuici et en ce que le distributeur hydraulique est fixé contre ledit boîtier de direction et comporte un organe d'actionnement relié à ladite extrémité en saillie de l'organe de sortie du détecteur de couple. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig l est une vue schématique d'un dispositif hydraulique d'assistance d'une direction à crémaillère; la Fig 2 est une vue en élévation et en coupe d'un boîtier de direction pourvu d'un dispositif d'assistance sui- vant l'invention; la Fig 2 a et 2 b sont des schémas montrant respecti- vement un distributeur à centre ouvert et un distributeur à centre fennr pouvant faire partie du dispositif de la Fig 2. la Fig 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig 2; la Fig 4 est une vue partielle d'une coupe suivant la ligne 4-4 de la Fig l; et la Fig 5 est une vue partielle en élévation et en coupe d'une variante de l'agencement représenté à la Fig 2. Sur la Fig l, on a représenté schématiquement une direction assistée pour véhicule automobile Cette direction comporte principalement une colonne de direction 1 portant un volant 2 à l'une de ses extrémités A son extrémité opposée, la colonne 1 porte un pignon 3 d'actionnement d'une crémaillère 4 dont les extrémités sont articulées sur des barres 5 de liaison avec les fusées 6 des roues R du véhicule Entre le pignon 3 et la colonne 1, est interposé un dispositif 7 de détection de couple et de commande hydraulique d'un vérin à double effet 8 dont le cylin- dre 9 est rendu solidaire en translation de la crémaillère 4 par une liaison mécanique 10 Le vérin à double effet 8 est alimenté en fluide à partir d'une source de fluide sous pression par l'intermédiaire du dispositif de détection et de commande 7. L'invention vise à créer un dispositif d'assistance de direction qui, du fait de sa conception puisse aisément être as- socié à un boîtier de direction ordinaire sans nécessiter d'adap- tation en vue de son montage. Un tel agencement est représenté à la Fig 2 Sur cette Fig on a représenté un boîtier de direction 11 qui contient et guide de façon habituelle, une crémaillère 12 avec laquelle coo- père un pignon de direction 13 disposé perpendiculairement à la crémaillère et qui tourillonne dans le boîtier 11 par l'inter- médiaire d'un palier 14 et d'un roulement 15 Le pignon de direc- tion 13 est bloqué longitudinalement par le roulement 15 d'une façon classique, par exemple, au moyen d'un circlips 16 -et d'un écrou autofreiné 17 Le pignon de direction 13 est relié par son extrémité opposée au roulement 15 à une colonne de direction 18 par l'intermédiaire d'un dispositif d'accouplement 19 classique permettant un coulissement axial Ce dispositif d'accouplement comprend un premier plateau 20 porté par l'extrémité de la colonne de direction 18 A ce premier plateau 20 est relié un second plateau 21 par l'intermédiaire de noix élastiques 22 Le second plateau 21 est fixé au moyen d'un écrou 23 et de rondelles 24 à une pièce mobile 25 engagée par son extrémité opposée à l'écrou 23 dans un alésage borgne 26 du pignon 13 Les rondelles 24 assurent le blocage du plateau 21 sur la pièce mobile 25 grâce à des cran- tages non représentés, bien connu dans la technique et souvent renforcé par soudure. Un dispositif d'étanchéité 27 disposé entre la paroi du boîtier 11 et la pièce mobile 25 complète ce montage habituel. Grâce à l'agencement qui vient d'être décrit, le pignon 13 bloqué par le roulement 15 n'a pas dans sa partie droite de position rigoureuse imposée puisque les noix 22 se raccordent sur des cylindres 28 solidaires du plateau 20 de la colonne de direction 18, ces cylindres étant d'une longueur telle qu'un écart longitudinal de position est toujours absorbé au montage, ce qui permet à son tour d'absorber tous les écarts de positionnement re- latifs entre les pièces solidaires d'éléments différents d'une carrosserie affectée d'importantes variations, de cotes. Cette latitude possible de position est exploitée pour le choix des moyens de détection de couple qui vont être décrits maintenant. L'assistance de direction n'est nécessaire que lorsque le couple à exercer sur le volant devient élevé pour le conducteur, ce qui est généralement le cas lors des manoeuvres de garage, lors de déplacements à faible vitesse et lors de manoeuvres brutales occasionnées notamment par des évitements d'obstacles. 4- En revanche, l'assistance de direction n'est pas souhai- table lorsque le couple à exercer sur le volant est faible, ce qui est généralement le cas lors de déplacements à vitesse élevée De plus, il est alors préférable de disposer d'une direction non assistée afin de permettre au conducteur de mieux " sentir la rou- te". Il s'agit donc pour qu'une assistance de direction soit efficace qu'elle n'intervienne que lorsque cela est utile. A cet effet, le couple exercé sur la colonne de direc- tion est détecté à chaque instant par un détecteur de couple, destiné à provoquer l'actionnement du dispositif d'assistance à partir d'un certain seuil. Ce détecteur de couple dont le principe est connu est associé à la pièce mobile 25 coopérant avec le pignon de direc- tion 13 Au niveau du fond de l'alésage borgne 26, le pignon 25 comporte des lumières hélicoïdales 29 dans lesquelles sont enga- gés des-galets 30 portés par un axe transversal 31 engagé dans un perçage ménagé à l'extrémité correspondante de la pièce mobile 25. Ainsi, la pièce mobile 25 et le pignon 13 sont liés en rotation. En revanche, la coopération des galets 30 avec les lumières héli- coldales 29 permet un déplacement axial de la pièce 25 par rapport au pignon 13. Le détecteur comporte essentiellement un ressort de flexion 32 qui, comme le montre plus clairement la Fig 4, a la forme générale d'un U renversé Le ressort 32 est fixé par les extrémités de ses branches 33 dans des fentes 34 du boîtier 11 et immobilisé dans ces fentes par des vis 35 qui traversent des trous 36 ménagés dans les branches 33 Chacune des branches 33 du res- sort 32 comporte en outre dans sa partie intermédiaire un doigt 37 sur lequel est monté un galet 38 Le ressort 33 est lié longitu- dinalement à la pièce mobile 25 par engagement des galets 38 de ces deux branches 33 entre deux collerettes 39 prévues sur la pièce 25. A son extrémité opposée aux branches 33, le ressort 32 comporte un dispositif de liaison constitué par deux fourches 40 réalisées par pliage de languettes 41 et 42 découpées dans son bord supérieur Dans les fourches est disposée une tige 43 qui traverse l'extrémité d'un organe d'actionnement 44 d'un distri- buteur hydraulique 45 L'amplitude de déplacement des fourches 40 est amplifiée par le rapport entre la distance des points de fixation des branches 33 du ressort 32 au boîtier 11 et des galets 38 d'une part, et celle de ces galets à la tige 43 d'autre part. Le rapport de distances peut être choisi en fonction du temps de réponse que l'on souhaite obtenir par l'assistance hydraulique, Io aux sollicitations exercées par le conducteur sur le volant de direction. Le ressort de flexion 32 fait saillie par son extrémi- té supérieure comportant les fourches 40 hors du boîtier de di- rection 11 en passant par un trou 46 ménagé dans la paroi dudit boîtier Par ailleurs, la face 47 dudit boîtier de direction dans laquelle est ménagé le trou 46 de passage du ressort 32 est, comme le montre la Fig 3, réalisée de manière à constituer un emplace- ment pour le montage du distributeur hydraulique 45. Ce distributeur hydraulique constitue une unité de pilo- tage dont le boîtier peut être fixé de façon simple sur le boîtier de direction 11 avec interposition éventuelle entre les deux bot- tiers d'un joint en un matériau de préférence absorbant destiné à amortir la transmission des vibrations et des bruits hydrauliques. Le distributeur hydraulique 45 est un distributeur quatre voies, trois positions Il Peut être à centre ouvert ou fermé (Fig 2 a et 2 b) La Fig 2 montre un distributeur à centre fermé comportant un tiroir 48 monté déplaçable à l'encontre d'un ressort 49 dans une chemise 50 montée dans le boîtier du distributeur 45 Le tiroir est alimenté -en fluide par un conduit 51 fermé par une bille 52 assurant l'étanchéité du circuit vis à vis des fuites du fluide sous pression Les déplacements du tiroir 48 sous l'action de l'organe d'actionnement 40 sont destinés à démasquer des orifices de sortie de mise en communication de la source avec une chambre correspondante d'un vérin à double effet d'entraînement de la cré- maillère 12 tel que le vérin 8 représenté à la Fig l Le ressort 49 tend en permanence à ramener le tiroir 46 dans une position correspondant à la non assistance Il assure une sécurité dans le cas d'une rupture de la lame de ressort 32. Le dispositif représenté à la Fig 5 est semblable à celui qui vient d'être décrit, à l'exception du fait qu'au lieu du ressort 32, il comporte un levier coudé rigide 55 dont l'extré- mité inférieure est engagée dans une gorge 56 d'une pièce 57 fixe par rapport au boîtier 11 Dans le présent exemple, la pièce 57 est fixée à l'extrémité libre du pignon 13 Comme dans le mode de réalisation des Fig 2 à 4, la pièce 55 est rendue solidaire en translation de la pièce mobile 58 au moyen de galets 59 disposés entre des collerettes 60 venues de matière avec la pièce 58 ou rapportées sur celle-ci Les fourches 61 prévues à l'extrémité supérieure de la pièce 55 reçoivent une tige 62 reliée à un organe d'actionnement 63 du tiroir du distributeur hydraulique, l'ensemble étant par ailleurs de construction analogue à celle du dispositif des Fig 2 à 4. Dans ce dernier mode de réalisation qu'il sera préfé- rable d'utiliser dans le cas d'une assistance montée lors de la construction du véhicule, seul un ressort antagoniste du tiroir du distributeur correspondant au ressprt 49 du dispositif de la Fig 2, intervient dans le fonctionnement du dispositif d'assis- tance A cet effet, ce ressort est taré de façon appropriée Quant au levier 55, il n'assure plus que les fonctions de transmission des mouvements au tiroir du distributeur hydraulique et d'amplification des mouvements de la pièce mobile 58 par rapport au boîtier de direction 11. Le fonctionnement du dispositif représenté aux Fig 2 à 4 est le suivant. Les couples exercés sur le volant de direction et le sens de ces couples sont traduits par le système constitué par les lumières 29 et les galets 30 en un effort longitudinal dont le sens et la valeur sont liés au couple exercé dans la pièce mobile sur le pignon 13 A cet effort s'opposent les actions conjuguées du ressort 32 du détecteur de couple et du ressort antagoniste 49 du distributeur hydraulique 45. L'inégalité entre les efforts en présence autorise le déplacement du tiroir 48 qui en découvrant plus ou moins les orifices de liaison avec le vérin à double effet d'assistance, provoquent l'alimentation en fluide dudit vérin de manière à sa- tisfaire à la loi d'assistance habituelle. A l'exception du fait que le dispositif de la Fig 5 ne comporte qu'un seul ressort antagoniste, son fonctionnement est le même que celui qui vient d'être décrit en référence au dispositif des Fig 2 à 4. L'agencement qui vient d'être décrit est particulière- ment avantageux en ce sens qu'il permet de réaliser des boîtiers de direction de construction identique, qu'ils soient destinés à recevoir un dispositif d'assistance de direction ou non. L'adjonction d'un dispositif d'assistance de direction consiste alors à fixer sur le boîtier de direction, à l'emplace- ment prévu à cet effet et matérialisé par la face 47 de celui-ci, un distributeur hydraulique et de lier l'organe d'actionnement de celui-ci à l'extrémité de l'organe de sortie 32 du détecteur de couple contenu dans le boîtier de direction. Lorsque le boîtier de direction ne doit pas comporter de dispositif d'assistance de direction associé, il est possible d'o- mettre l'organe de sortie 32 et d'obturer alors par des moyens appropriés' l'ensemble des orifices 34 et 46 destinés à le recevoir ou à lui livrer passage. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'assistance de direction notamment pour véhicule automobile, comprenant un détecteur ( 25,29,30-,32; 55,58) du couple exercé sur la colonne de direction ( 18) par actionnement du volant du véhicule et un distributeur hydraulique ( 45) d'actionnement d'un vérin d'entraînement d'un organe lié aux roues directrices du véhicule, ledit détecteur de couple étant monté dans le boîtier de direction ( 11), caractérisé en ce que ledit détecteur de couple comporte un organe de sortie ( 32; 55) mobile en translation dont une extrémité fait saillie à l'extérieur du boîtier de direction ( 11) par un orifice ( 46) de la paroi de celui-ci et en ce que le distributeur hydraulique ( 45) à quatre voies, trois positions, à centre ouvert ou fermé, est fixé contre ledit boîtier de direction et comporte un organe d'actionnement ( 44; 63) relié à ladite extrémité en saillie de l'organe de sortie ( 32; 55) du détecteur de couple. 2 Dispositif suivant la revendication 1, pour *une di- rection comprenant un pignon de direction ( 13) lié à la colonne de direction ( 18) et une crémaillère ( 12) entraîné par le pignon de direction, le détecteur de couple comprenant une pièce mobile ( 25) interposée entre le pignon de direction et la colonne de direc- tion et montée déplaçable en translation dans un alésage ( 26) du- dit pignon et liée en rotation à celui-ci par l'intermédiaire de galets ( 30) engagés dans des lumières hélicoidales r Ménagées dans ledit pignon, ainsi qu'un organe de sortie ( 32) lié en transla- tion à ladite pièce mobile, caractérisé en ce que ledit organe de sortie est constitué par un ressort en forme générale de U renver- sé dont les extrémités des branches ( 33) sont fixées au boîtier de direction ( 11), lesdites branches ( 33) du ressort portant chacune un doigt ( 37) muni d'un galet ( 38) disposé entre deux collerettes ( 39) de la pièce mobile ( 25), l'extrémité de l'organe de sortie faisant saillie hors du boîtier de direction ( 11) comprenant au moins une fourche ( 40) dans laquelle est engagée une tige ( 43) de liaison avec l'organe d'actionnement ( 44) du distributeur hydrau- lique ( 45). 3 Dispositif suivant la revendication 1, pour une di- rection comprenant un pignon de direction lié à la colonne de direction et une crémaillère entraînée par le pignon de direction, le détecteur de couple comprenant une pièce mobile ( 58) interposée entre le pignon de direction et la colonne de direction et montée déplaçable en translation dans un alésage dudit pignon et liée en rotation à celui-ci par l'intermédiaire de galets ( 30) engagés dans des lumières hélicoïdales ménagées dans ledit pignon ainsi qu'un organe de sortie ( 55) lié en translation à ladite pièce mo- bile ( 58), caractérisé en ce que ledit organe de sortie est cons- titué par un levier coudé ( 55) rigide dont une extrémité est mon-. tée oscillante dans une pièce ( 57) solidaire du bottier de direc- tion ( 11), ledit levier étant entraîné par la pièce mobiule par l'intermédiaire de galets ( 59) engagés entre deux collerettes ( 60) de la pièce mobile ( 58) et -comportant à son extrémité faisant saillie hors du bottier de direction ( 11) au moins une fourche ( 61) dans laquelle est engagée une tige ( 62) de liaison avec un organe d'actionnement ( 63) du distributeur hydraulique. 4 Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ledit levier rigide est monté oscillant par une de ses ex- trémités dans une gorge ( 56) d'une pièce annulaire ( 57) fixée à l'extrémité non dentée du pignon de direction ( 13). -