Brevet FR2557292A1 — publié le 19850628

Capteur de couple On connait des capteurs de couple qui permettent de transfor- mer le mouvement de pivotement d'un arbre de commande sous l'effet d'un couple, en un mouvement linéaire d'un arbre de transmission d'un signal. Ces capteurs peuvent être utilisés notamment lorsque le tiroir de commande d'une vanne d'asservissement doit être déplacé en fonc- tion d'un couple, par exemple dans des servo-commandes de direction des véhicules automobiles ou dans les commandes hydrauliques de hau- teur. Les capteurs de couple actuellement réalisés sont relativement compliqués et comportent en général des biellettes accouplées à des ressorts ou bien des rampes avec des galets associés à des éléments élastiques, tels que des barres de torsion. La présente invention a pour objet un capteur de couple qui est au contraire simple et d'encombrement réduit. Le capteur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il com- prend deux éléments de transmission qui sont solidaires l'un de l'arbre de commande et l'autre d'un arbre de transmission du signal, ces deux arbres étant disposés coaxialement, et sont reliés l'un à l'autre par des éléments élastiques disposés obliquement. Lorsqu'un couple est exercé sur l'arbre de commande, l'élément de transmission solidaire de cet arbre exerce une traction ou une poussée sur les éléments élastiques, suivant le sens du couple. Sous l'effet de cette traction ou de cette poussée, les éléments élastiques fléchissent ou se redressent en déplaçant axialement l'élément de transmission solidaire de l'arbre de transmission du signal, donc cet arbre lui-même. Le capteur peut ne comprendre que deux éléments de transmis- sion, auquel cas l'arbre de transmission du signal forme également arbre de transmission du couple. Mais dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le capteur comprend un troisième élément de transmission qui est relié par des éléments élastiques obliques à l'élément de transmis- sion solidaire de l'arbre de transmission du signal et est lui-même solidaire d'un arbre de transmission du couple. Les éléments élastiques sont, de préférence, constitués par des lames flexibles. Ils peuvent être monobloc avec l'un des élé- ments de transmission ou avec les deux, l'ensemble étant par exem- ple découpé dans une tôle ou réalisé en matière plastique moulée. - 2- - 2557292 Ils peuvent également être réalisés indépendamment des éléments de transmission et fixés à ceux-ci par exemple par des vis ou des ri- vets. On a décrit ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de réalisation ducapteur de couple selon l'invention, avec référence au dessin annexé dans lequel: La Figure 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation; La Figure 2 en est une vue axiale au repos; La Figure 3 est une vue semblable à la Figure 2, lorsqu'un couple est exercé sur l'arbre de commande; La Figure 4 est une vue en élévation d'un second mode de réa- lisation. Tel qu'il est représenté aux Figures 1 à 3, le capteur de cou- ple selon l'invention comprend un disque 1 solidaire d'un arbre de commande 2 susceptible de pivoter autour de son axe X-X', un disque intermédiaire 3 solidaire d'un arbre de transmission de signal 4, et un disque 5 monté avec jeu sur l'arbre 4 et solidaire d'un arbre récepteur ou de transmission de couple 11. Les disques 1 et 3 sont liés l'un à l'autre par des lames élastiques tarées 6 qui sont ici au nombre de trois et sont écar- tées les unes des autres du même angle autour de l'axe X-X'. Ces lames qui sont disposées obliquement, sont fixées à l'une de leurs extrémités en 7 au disque 1 et à leur extrémité opposée en 8 au disque 3, par exemple par des rivets ou des vis ou par ancrage. De manière analogue, les disques 3 et 5 sont liés l'un à l'au- tre par des lames élastiques tarées 9 qui sont disposées oblique- ment en étant fixées en 8 au disque 3 et en 10 au disque 5. Les lames 9 sont disposées en sens contraire des lames 6, c'est-à-dire que deux lames 6 et 9 fixées à un même endroit 8 du disque intermédiaire 3 forment l'une avec l'autre un V, symétrique- ment par rapport à ce disque intermédiaire 3. Dans le cas général, l'arbre 2 est entraîné en rotation par exemple par un moteur; le disque 5 et l'arbre 11 entraînent un or- gane récepteur, avec un décalage angulaire qui dépend du couple C transmis. Si le couple C est orienté dans le sens des lames 6, le disque 1 pivote en poussant les lames 6 qui se détendent. Le disque 3 se déplace latéralement d'une distance b en entraînant l'arbre de transmission 4 du signal qui se déplace axialement vers l'extérieur. Le disque 3 pousse à son tour sur les lames 9 qui fléchissent. Si - 3- 2557-292 un couple C' de sens contraire au couple C s'exerce sur l'arbre 2, l'arbre 4 se déplace axialement vers l'intérieur d'une distance b'. Lorsque l'arbre 2 est arrêté et que le couple disparait, le disque 3 et l'arbre 4 reprennent leurs positions initiales. Comme les lames 8 fléchissent lorsque les lames 6 se redres- sent, et inversement, les lames 8 aussi bien que les lames 6 in- terviennent pour résister au couple C ou C', c'est-à-dire dans la relation liant la distance b ou b' au couple C ou C'. D'un autre côté, comme les disques 1 et 5 sont fixes axialement, la distance dont le disque 3 s'écarte du disque 1 est égale à celle dont ce disque 3 se rapproche du disque 5. Pendant ce mouvement, l'arbre 4 est entraîné en rotation, avec un décalage moitié de celui de l'ar- bre récepteur 11. Le capteur peut, par exemple, être utilisé dans la commande de direction assistée d'un véhicule automobile. Dans ce cas, les arbres 2 et 11 sont liés respectivement au volant et au pignon qui entraîne la crémaillère. Le disque 3, qui tourne avec le volant et le pignon est lié au tiroir d'une vanne d'asservissement par l'ar- bre 4; son déplacement axial provoque l'assistance hydraulique, quelle que soit sa position angulaire. Dans le mode de réalisation de la Figure 4, le capteur ne com- porte que les disques 1 et 3 reliés par les lames élastiques 6. Le fonctionnement est le même que celui des Figures 1 à 3. L'ensemble est interposé dans une transmission rotative, l'arbre 4 servant alors à la fois à la transmission du couple et à la détection de ce couple. Il va de soi que la présente invention ne doit pas être consi- dérée comme limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. - 4-- 2557292 REVENDICATIONS 1. Capteur de couple propre à transformer le mouvement de pi- votement d'un arbre de commande sous l'effet d'un couple, en un mouvement linéaire d'un arbre de transmission d'un signal, carac- térisé en ce qu'il comprend deux éléments de transmission 1 et 3 qui sont solidaires l'un de l'arbre de commande 2 et l'autre de l'arbre de transmission 4 du signal, ces deux arbres étant disposés coaxialement, et sont reliés-l'un à l'autre par des éléments élas- tiques 6 disposés obliquement. 2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il ne comporte que deux éléments de transmission 1 et 3, l'arbre 4 de transmission 'du signal formant également arbre de transmission du couple. 3. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un troisième élément de transmission 5 qui est relié par des éléments élastiques obliques 9 à l'élément de transmission 3 solidaire de l'arbre de transmission du signal et est lui-même so- lidaire d'un arbre 11 de transmission du couple. 4. Capteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les éléments 9 sont disposés en sens contraire des éléments 6. 5. Capteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments élastiques sont monobloc avec l'un des élé- ments de transmission ou avec les deux, l'ensemble étant par exem- ple découpé dans une tôle ou réalisé en matière plastique moulée. 6. Capteur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les éléments élastiques sont réalisés indépendamment des éléments de transmission et fixes à ceux-ci par exemple par des vis ou des rivets. 7. Capteur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les éléments de transmission présentent la forme de dis- ques. 8. Capteur selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les éléments élastiques 6 et 9 sont constitués par des lames flexibles.