Brevet FR2727077A1 — publié le 19960524

L'invention concerne une unité de commande d'une servosoupape, notamment d'une direction assistée d'un véhicule automobile, comportant deux éléments de commande de la soupape, qui sont coaxiaux et peuvent tourner l'un par rapport à l'autre et qui sont reliés ou peuvent être reliés entre eux, avec une élasticité de rotation, par l'intermédiaire d'une barre de torsion qui est montée ou peut être montée pour sa part entre un côté entrée et un côté sortie d'une section de transmission de couple, et est solidarisée par adhérence, par au moins une extrémité, avec un élément de commande de la soupape, associé à cette extrémité, directement ou par l'intermédiaire d'une partie reliée avec blocage en rotation à cette extrémité. Les servosoupapes de directions assistées hydrauliques de véhicules automobiles sont fréquemment agencées à la manière de dispositifs à tiroir rotatif, dans lesquels un tiroir rotatif est monté, de manière à pouvoir tourner, à l'intérieur d'une douille concentrique à ce tiroir. Le mouvement de rotation s'effectue à l'encontre de la résistance d'une barre de torsion, qui doit ramener le tiroir rotatif et sa douille dans une position médiane relative. Le tiroir rotatif et sa douille forment des éléments d'une colonne de direction, l'un de ces éléments étant relié selon une liaison motrice avec blocage en rotation au volant tandis que l'autre de ces éléments est relié selon une liaison d'entraînement, avec blocage en rotation, à l'entrée d'un mécanisme de direction, par exemple au pignon d'une direction à crémaillère. Conformément au moment dû à la force manuelle et qui doit être appliqué au volant, lors de manoeuvres de braquage, il se produit un mouvement de rotation entre le tiroir rotatif et sa douille de sorte qu'un servomoteur hydraulique, commandé par le dispositif à tiroir rotatif, peut produire, d'une manière connue dans son principe, une force d'asservissement assistant la manoeuvre respective de braquage. Ce qui est important c'est que le tiroir rotatif et sa douille prennent, dans le cas o la barre de torsion n'est pas soumise à une contrainte élastique, exactement leur position hydraulique médiane, dans laquelle le servomoteur ne produit aucune force d'asservissement. Dans le cas de directions assistées usuelles, soit le tiroir rotatif, soit sa douille est relié avec blocage en rotation tout d'abord à une extrémité de la barre de torsion ou à une partie montée fixe sur cette extrémité. Alors, l'autre partie respective est ajustée sur l'autre extrémité de la barre de torsion ou sur une partie reliée de façon fixe à cette dernière et est alors fixée par goupillage, un perçage ou plusieurs perçages devant être aménagés après ajustement, pour loger la ou les goupilles. Il en va fondamentalement de même dans le cas d'une structure selon la demande de brevet allemand DE 42 21 741 A1. Dans ce document, la barre de torsion est solidarisée par adhérence avec les éléments de commande de la soupape par le fait qu'une partie, pourvue d'une denture à cannelures, est insérée axialement, au niveau d'une extrémité de la barre de torsion, dans un perçage axial d'un élément de commande de la soupape, en formant un premier ajustement serré. À l'autre extrémité de la barre de torsion est située une zone dont le diamètre est légèrement supérieur à celui d'un perçage axial logeant cette extrémité, dans l'autre élément de commande de la soupape. On introduit l'extrémité, indiquée en dernier lieu, de la barre de torsion, par cette zone épaissie dans le perçage axial de l'élément associé de commande de la soupape, la paroi intérieure du perçage axial se déformant en formant un second ajustement serré. Si, dans les constructions expliquées précédemment, un défaut devait apparaître lors de la fixation de la barre de torsion aux éléments de commande de la soupape, l'ensemble du dispositif de servosoupape serait à mettre au rebut. L'invention a pour but de simplifier la fabrication et l'ajustement à l'aide d'une nouvelle construction. Ce problème est résolu conformément à l'invention grâce au fait que l'élément de commande de la soupape qui est solidarisé par adhérence (douille de tiroir rotatif, tiroir rotatif) peut être ajusté au moyen d'une rotation, en surmontant l'adhérence de solidarisation, par rapport à l'extrémité associée de la barre de torsion, par le fait que l'adhérence de solidarisation est exercée au moyen d'une déformation élastique des éléments accouplés entre eux par adhérence (douille de tiroir rotatif, pignon). L'invention est basée sur l'idée générale consistant à relier un élément de commande de la soupape à la barre de torsion ou à un élément relié de façon fixe à cette dernière, au moyen d'un coincement élastique ferme, qui garantit l'exercice d'une adhérence de solidarisation suffisamment intense pour fixer l'ajustement respectif lors du fonctionnement de la servosoupape et d'autre part permet encore également après le montage un ajustement, en raison de l'élasticité. L'invention permet d'éviter notamment qu'il puisse se produire une mise au rebut en raison d'un défaut d'ajustement. D'autre part, il est également avantageux qu'il existe une très grande liberté concernant l'instant de l'ajustement au cours d'un cycle de fabrication. Conformément à une forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention, l'adhérence de solidarisation est obtenue sous l'effet de la coopération d'une surface périphérique intérieure et d'une surface périphérique extérieure d'un élément extérieur ainsi que d'un élément intérieur concentrique au précédent, ces deux surfaces périphériques étant agencées, en coupe transversale, avec des configurations spiralées complémentaires avec une faible pente des spirales de sorte que sous l'effet d'une rotation relative entre les deux éléments, d'une part on obtient le serrage élastique désiré et d'autre part, dans le cas d'un mouvement de rotation ultérieur à des fins d'ajustement, une adhérence de solidarisation suffisante pour le fonctionnement de la servosoupape est maintenue. Étant donné que le mouvement de rotation lors de l'ajustement s'effectue sur un angle de quelques degrés, la sécurité de la liaison serrée est maintenue sans aucune limitation. En ce qui concerne l'obtention d'un bon centrage du dispositif, sur les deux surfaces périphériques sont prévus respectivement trois éléments de surface spiralés, qui sont équidistants. Ainsi, selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, l'élément ajustable de commande de la soupape (douille du tiroir rotatif) et l'extrémité associée de la barre de torsion ou la partie (pignon), reliée avec blocage en rotation à cette extrémité, coopèrent, par adhérence de solidarisation, par des éléments de surface périphérique extérieure et intérieure spiralés. Alors, de préférence, respectivement trois éléments de surface périphérique spiralés ou un nombre, divisible par le nombre "3" (= multiple entier de "3"), de tels éléments de surface périphérique sont disposés en étant répartis de façon équidistante sur l'ensemble de la périphérie. Selon un mode de réalisation préféré, la pente des éléments de surface périphérique spiralés possède une valeur de l'ordre de 1/200. De préférence, l'adhérence de solidarisation est prévue entre une douille du tiroir rotatif et une partie axiale d'un pignon. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexés, sur lesquels: * la Figure 1 représente une coupe axiale schématique d'une servosoupape agencée à la manière d'un dispositif à tiroir rotatif; et * la Figure 2 représente une coupe radiale correspondant à la ligne de coupe II-II sur la Figure 1. Une servosoupape 1 agencée à la manière d'un dispositif à tiroir rotatif est constituée essentiellement par un boîtier fixe 2, une douille 3 du tiroir rotatif, montée de manière à pouvoir tourner à l'intérieur de ce boîtier, ainsi qu'un tiroir rotatif 4 disposé concentriquement à l'intérieur de la douille 3 et qui peut tourner d'une manière limitée à l'intérieur de cette douille. Par ailleurs, la douille 3 du tiroir rotatif et le tiroir rotatif 4 sont reliés entre eux par l'intermédiaire d'une barre de torsion 5, qui tend à retenir le tiroir rotatif 4 dans une position médiane à l'intérieur de la douille 3 de ce tiroir rotatif. Dans l'exemple d'une direction assistée d'un véhicule automobile, le tiroir rotatif 4 peut être relié selon une liaison d'entraînement, par l'intermédiaire d'un arbre de direction non représenté, à un volant de direction, tandis que la douille 3 du tiroir rotatif est reliée avec blocage en rotation au côté entrée d'un mécanisme de direction, par exemple au pignon 6 d'une direction à crémaillère par ailleurs non représentée. En fonction de la valeur d'un couple devant être transmis (entre le volant et l'entrée du mécanisme de direction), il apparaît entre la douille 3 et le tiroir rotatif 4 un déplacement plus ou moins important par rapport à la position médiane de sorte que des arêtes de commande 7 non représentées de façon détaillée, qui sont formées sur le tiroir rotatif 4 et sur la douille 3 de ce tiroir, se déplacent les unes par rapport aux autres. Il s'ensuit qu'une différence de pression plus ou moins importante apparaît dans un sens ou dans l'autre entre deux liaisons 8 de raccordement de la servosoupape 1 au moteur, lorsqu'une liaison d'entrée 9 de la servosoupape 1 est raccordée à une source de pression hydraulique 10, en général une pompe, et qu'une liaison de sortie 11 de la servosoupape 1 est raccordée à un réservoir hydraulique 12 relativement sans pression. Un tel dispositif est connu dans son principe. Ce qui est important c'est que ce qu'on appelle le centrage hydraulique entre la douille 3 du tiroir rotatif 4 et ce dernier existe précisément lorsque la barre de torsion 4 n'est contrainte élastiquement ni dans un sens de rotation, ni dans l'autre, c'est-à-dire qu'il doit être garanti que dans le cas o la contrainte de torsion de la barre de torsion 5 disparaît, il n'apparaisse, entre les liaisons 8 avec le moteur, aucune différence de pression hydraulique. L'ajustement correspondant est extraordinairement simple en raison de la construction selon l'invention, représentée ci-après. Dans l'exemple représenté, le tiroir rotatif 4 et le pignon 6 sont reliés avec blocage en rotation, dans des positions angulaires désirées, à l'extrémité respectivement associée de la barre de torsion 5, par exemple grâce au fait que les extrémités de la barre de torsion 5 possèdent une section transversale non circulaire et que le tiroir rotatif 4 ainsi que le pignon 6 comportent des logements possédant une section transversale non circulaire correspondante. A la place de cela, il est possible également de réaliser une fixation par goupillage. La douille 3 du tiroir rotatif est disposée de manière à être ajustable par rapport au corps du pignon 6. À cet effet le corps du pignon 6 possède, conformément à la Figure 2, ce qu'on appelle un profil à 3 arêtes, comportant trois éléments de surface périphérique 13 séparés les uns des autres par des transitions étagées et qui sont agencés respectivement sous la forme d'une spirale peu accusée. Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté sur la Figure 2, le rayon de chaque élément de surface périphérique 13 augmente dans la direction périphérique tournée en sens inverse des aiguilles d'une montre, la pente étant située au voisinage de 1/200. La douille 3 du tiroir rotatif possède une zone périphérique intérieure antagoniste comportant les éléments de surface périphérique analogues 14 de sorte que l'on obtient un serrage ou un coincement élastique autobloquant pour le corps du pignon 6 et la douille 3 du tiroir rotatif, lorsqu'on fait tourner cette douille sur un certain angle en sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport au pignon 6. Ce serrage ou ce coincement est maintenu avec une adhérence de solidarisation suffisante lorsque, dans le cadre d'un ajustement, un certain mouvement de rotation de la douille 3 du tiroir rotatif est exécuté par rapport au corps du pignon 6. Dans le cas o cela est nécessaire, on peut également réaliser de nouveaux ajustements. En principe, il est également possible de relier le tiroir rotatif 4 à l'extrémité associée de la barre de torsion 5 ou à une partie, montée avec blocage en rotation sur cette extrémité, de la même manière - c'est-à-dire comme c'est le cas pour la liaison entre le pignon 6 et la douille 3 du tiroir rotatif. Dans un tel dispositif, la liaison entre la douille 3 du tiroir rotatif et le pignon 6 peut être agencée avec un blocage en rotation complet. Le dispositif représenté est avantageux dans la mesure o les éléments de surface périphérique 13 et 14, qui coopèrent entre eux, sont disposés sur le corps du pignon 6 et sur la douille 3 du tiroir rotatif en étant situés à une distance radiale relativement importante de l'axe du pignon, de sorte que déjà pour une faible pression superficielle entre les éléments de surface périphérique 13 et 14, on peut tolérer des couples comparativement élevés entre le pignon 6 et la douille 3 du tiroir rotatif, sans qu'il y ait à craindre un désajustement. En raison de la faible pression superficielle, il apparaît, dans la zone des éléments de surface périphérique 13 et 14, simplement des déformations élastiques du corps du pignon 6 ou de la douille 3 du tiroir rotatif de sorte que l'adhérence de solidarisation, qui est présente lors de l'ajustement, est maintenue dans une large mesure sans modification également après une longue durée de fonctionnement ou après un ajustement renouvelé. REVENDICATIONS 1. Unité de commande d'une servosoupape, notamment d'une direction assistée d'un véhicule automobile, comportant deux éléments de commande de la soupape, qui sont coaxiaux et peuvent tourner l'un par rapport à l'autre et qui sont reliés ou peuvent être reliés entre eux, avec une élasticité de rotation, par l'intermédiaire d'une barre de torsion qui est montée ou peut être montée pour sa part entre un côté entrée et un côté sortie d'une section de transmission de couple, et est solidarisée par adhérence, par au moins une extrémité, avec un élément de commande de la soupape, associé à cette extrémité, directement ou par l'intermédiaire d'une partie reliée avec blocage en rotation à cette extrémité, caractérisée en ce que l'élément de commande mentionné précédemment de la soupape (douille 3 de tiroir rotatif, tiroir rotatif 4) peut être ajusté au moyen d'une rotation, en surmontant l'adhérence de solidarisation, par rapport à l'extrémité indiquée précédemment de la barre de torsion (5), par le fait que l'adhérence de solidarisation est exercée au moyen d'une déformation élastique à des éléments accouplés entre eux par adhérence (douille 3 de tiroir rotatif, pignon 6). 2. Unité de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de commande ajustable de la soupape (douille 3 du tiroir rotatif) et l'extrémité associée de la barre de torsion (5) ou la partie (pignon 6), reliée avec blocage en rotation à cette extrémité, coopèrent,par adhérence de solidarisation, par des éléments de surface périphérique extérieur et intérieur spiralés (13,14). 3. Unité de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que respectivement trois éléments de surface périphérique spiralés (13, 14) ou un nombre, divisible par le nombre "3" (= multiple entier de "3"), de tels éléments de surface périphérique (13,14) sont disposés en étant répartis de façon équidistante sur l'ensemble de la périphérie. 4. Unité de commande selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la pente des éléments de surface périphérique spiralés (13,14) possède une valeur de l'ordre de 1/200. 5. Unité de commande selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'adhérence de solidarisation est prévue entre une douille (3) du tiroir rotatif et une partie axiale d'un pignon (6).