Brevet FR2784149A1 — publié le 20000407

La présente invention concerne un dispositif de transmission débrayable utilisable notamment, mais non exclusivement, entre un mécanisme de commande et l'organe de manoeuvre manuel qui lui est associé. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, dans le cas o l'on souhaite que le mécanisme de commande ne puisse être actionné que par un opérateur dûment habilité. Tel est notamment le cas lorsque le mécanisme de commande consiste en le système de direction d'un véhicule, par exemple une automobile ou un engin de travaux publics et que l'organe de manoeuvre est un volant. Dans ce cas, pour protéger le véhicule contre le vol ou pour éviter que ce véhicule ne soit utilisé par une personne non habilitée, on utilise couramment un mécanisme de verrouillage qui, à l'état verrouillé, assure un blocage en rotation de la colonne de direction et donc du volant qui s'y trouve fixé. Les manoeuvres de verrouillage et de déverrouillage sont habituellement assurées au moyen d'une clé, habituellement la clé de contact du véhicule, le mécanisme de verrouillage/déverrouillage assurant en outre, l'actionnement du contact général du véhicule. -2- 2784149 Il s'avère que cette solution présente un inconvénient dû au fait que le volant demeure solidaire en rotation de la colonne de direction et peut être utilisé, pour forcer le mécanisme de verrouillage/déverrouillage de la colonne. Ce forçage est d'autant plus efficace que le couple exercé sur le volant est important et qu'il peut être augmenté en utilisant un levier en prise sur le volant. Ce couple est en général suffisant pour détériorer les dentures et/ou les crabots servant à bloquer la rotation de la colonne, au point d'autoriser sa libre rotation. Pour tenter de résoudre ces problèmes, on a déjà proposé des solutions consistant à scinder la colonne de direction en deux parties reliées entre elles par l'intermédiaire d'un mécanisme de débrayage, commandable par une clé. En position débrayée, le volant tourne librement et ne peut donc pas commander l'orientation des roues. En position embrayée le volant doit prendre la position qu'il occupait au moment du débrayage, avant la solidarisation des deux parties de la colonne de direction, de manière à ce que la relation position angulaire du volant/orientation des roues, demeure la même. Ces solutions présentent l'avantage de résoudre le problème relatif au forçage par action sur le volant. Toutefois, elles s'avèrent relativement complexes, coûteuses et pas suffisamment fiables. En outre la manoeuvre d'embrayage/débrayage implique une course d'actionnement rectiligne impliquant un mécanisme de conversion translation/rotation peu compatible avec l'utilisation d'une clé en tant qu'organe de commande du mécanisme de débrayage. L'invention a donc plus particulièrement pour but de supprimer ces inconvénients. 3 2784149 Elle propose, à cet effet, un dispositif de transmission débrayable, faisant intervenir un arbre menant, un arbre mené coaxial à l'arbre menant, un organe d'accouplement entre ces deux arbres, mobile axialement, de manière à pouvoir occuper une position embrayée dans laquelle il solidarise en rotation les deux arbres et une position débrayée, dans laquelle il autorise la rotation relative des deux arbres, et des moyens d'actionnement de l'organe d'accouplement. Selon l'invention, lesdits moyens d'actionnement comprennent deux couronnes coaxiales auxdits arbres, à savoir: - une première couronne portant au moins un aimant permanent, cette première couronne étant montée rotative autour de l'un desdits arbres, tout en étant retenue axialement en position, et - une seconde couronne portant au moins un aimant permanent, disposée en regard de la première couronne, cette seconde couronne étant mécaniquement reliée à l'organe d'accouplement et étant mobile axialement par rapport à l'un desdits arbres, tout en étant solidaire en rotation de ce dernier, - des moyens de commande permettant d'entraîner en rotation la première couronne, de manière à provoquer un déplacement en translation de la seconde couronne, par attraction ou répulsion des deux aimants. Avantageusement, chacune des deux couronnes pourra comprendre une pluralité d'aimants permanents, répartis de manière à ce qu'une fraction de tour de la première couronne provoque le passage de la position embrayée à la position débrayée et inversement, de l'organe d'accouplement. En outre, les aimants permanents, situés sur chacune des deux couronnes, pourront présenter des polarités alternées, de manière à ce qu'en fin de course de rotation de la première couronne, on obtienne d'un côté, une répulsion des aimants des deux couronnes, et de l'autre côté, une attraction desdits aimants. - 4 - 4 2784149 Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une coupe axiale schématique d'un dispositif de transmission débrayable, monté dans le moyeu d'un volant de véhicule; La figure 2 est une coupe transversale selon A/A de la figure 1; La figure 3 est une coupe axiale illustrant deux modes de réalisation de moyens de commande d'embrayage/débrayage a clé. Dans ces exemples, le dispositif de transmission débrayable consiste en le moyeu reliant le volant V d'un véhicule à la colonne de direction CD. Ce dispositif comprend deux arbres rotatifs tubulaires coaxiaux, à savoir - un premier arbre cylindrique AI, dont l'extrémité supérieure est prolongée par un collet radial CRI orienté vers l'extérieur. Cet arbre AI, s'engage et est fixé sur l'extrémité supérieure de la colonne de direction CD, le diamètre extérieur de la colonne CD étant sensiblement égal au diamètre intérieur de l'arbre AI, et - un second arbre cylindrique A2, de diamètre supérieur à celui de l'arbre Ai, et dont l'extrémité supérieure est prolongée par un collet radial CR2 orienté vers l'intérieur, le diamètre intérieur du collet CR2 étant sensiblement égal au diamètre extérieur du collet CRI. Les deux arbres Al, A2 sont disposés coaxialement, l'un par rapport à l'autre, de manière à ce que les collets CRI, CR2 soient situés à une même hauteur, l'un dans le prolongement de l'autre. Dans cette position, ils délimitent un volume annulaire servant à loger deux couronnes coaxiales CCi, CC2 disposées l'une au-dessus de l'autre. 2784149 Ce volume annulaire est refermé, dans sa partie inférieure, par une pièce annulaire PA venant se visser dans l'alésage de l'arbre A2, et par un roulement à bille RB monté entre cette pièce annulaire PA et l'arbre Al, de manière à obtenir un montage rotatif entre l'arbre AI et l'arbre A2. La couronne CC, est retenue axialement sur l'arbre A2 et peut être entraînée en rotation, par rapport à ce dernier, grâce à un levier LV passant au travers d'une lumière LU réalisée dans l'arbre A2. La couronne CC2 est mobile axialement dans le volume compris entre la couronne CC, et les collets CRI, CR2. Elle est solidaire, en rotation de l'arbre A2, grâce à une broche axiale BR, solidaire de l'arbre A2, et qui s'engage dans un perçage axial PL de la couronne CC2. La face supérieure de la couronne CC2 porte une protubérance PT, sensiblement tronconique, servant de crabot et destinée à venir s'engager dans un orifice de forme complémentaire OC, constitué par la réunion de deux cavités réalisées par un fraisage tronconique, situé au niveau de la jonction entre les deux collets CRI, CR2. Les couronnes CC,, CC2 portent chacune quatre aimants permanents Ml, M2 disposés à 90 l'un de l'autre, et indiqués sur la figure 2 par des cercles (les aimants MI étant ici superposés aux aimants M2). Les polarités des aimants de chaque couronne sont alternées de manière à ce qu'en partant d'une première position, o les aimants Ml de l'une des couronnes CC, sont respectivement attirés par les aimants M2 de l'autre couronne CC2 (polarités opposées), par une rotation quart de tour de la couronne CC, on passe à une seconde position angulaire o les aimants MI, M2, à nouveau en correspondance, se repoussent (même polarité). -6- 2784149 Dans cette seconde position, la couronne CC2 s'écarte de la couronne CCi, en maintenant le crabot PT appliqué contre la face inférieure des collets CRI, CR2. Les deux demi-cavités, formées sur les collets, sont alors amenées en coïncidence (si elles n'y étaient pas), par une rotation relative de l'un des arbres A1 par rapport à l'autre A2, de manière à ce que le crabot PT puisse s'engager dans la cavité tronconique OC, en solidarisant les deux arbres AI, A2 en rotation. On obtient donc une position embrayée, dans laquelle la colonne de direction CD peut être entraînée par le volant V. Cette solution présente l'avantage de ne pas utiliser de liaison mécanique complexe et, par conséquent, coûteuse et peu fiable pour assurer la conversion du mouvement rotatif, imprimé sur le levier, en mouvement de translation axiale du crabot. Par ailleurs, ce dispositif ne fait pas intervenir de ressort ou autres moyens élastiques et, en outre, la course du crabot est indépendante de la course du levier de commande: en modifiant la position angulaire des aimants MI, M2, de chacune des couronnes CCi, CC2, il est possible de réduire la course du levier de commande LV, sans affecter la course du crabot PT, ni même la pression d'application de celui-ci dans la cavité tronconique OC. Grâce à cette particularité, il devient possible d'assurer l'entraînement en rotation de la couronne, à l'aide d'une serrure de type classique S, par exemple de la façon qui se trouve illustrée sur la figure 3. Dans cet exemple, le bord extérieur de la couronne CC', porte une denture qui vient engrener (grâce à un orifice réalisé dans l'arbre A'2) sur un pignon PI, actionné par une serrure S de type classique, logée dans un puits formé dans une protubérance axiale (éventuellement rapportée) de l'arbre A',. La rotation du pignon PI ne peut être commandée qu'au moyen d'une clé CL, qui s'engage dans le canon de la serrure S. -7 -2784149 Bien entendu, l'invention ne se limite pas à cette disposition: la serrure S et le pignon pourraient être logés dans la colonne de direction, le pignon PI' engrenant alors avec la couronne CC',, grâce à un orifice réalisé dans l'arbre A', (montage indiqué en traits ininterrompus sur la figure 3). -8- 2784149 REVENDICATIONS 1. Dispositif de transmission débrayable, faisant intervenir un arbre menant (A1), un arbre mené (A2) coaxial à l'arbre menant (Ai), un organe d'accouplement (PT) entre ces deux arbres (A1, A2), mobile axialement, de manière à pouvoir occuper une position embrayée, dans laquelle il solidarise en rotation les deux arbres (AI, A2) et une position débrayée, dans laquelle il autorise la rotation relative des deux arbres (AI, A2), et des moyens d'actionnement (LV) de l'organe d'accouplement (PT), caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent deux couronnes (CC1, CC2) coaxiales audits arbres (Al, A2), à savoir: - une première couronne (CC,) portant au moins un aimant permanent (MI), cette première couronne étant montée rotative autour de l'un desdits arbres (A1), tout en étant retenue axialement en position, et - une seconde couronne (CC2) portant au moins un aimant permanent (M2), disposé en regard de la première couronne (CC,), cette seconde couronne (CC2) étant mécaniquement reliée à l'organe d'accouplement (PT) et étant mobile axialement par rapport à l'un desdits arbres (Ai, A2), tout en étant solidaire en rotation de ce dernier, - des moyens de commande (LV) permettant d'entraîner en rotation la première couronne (CC,), de manière à provoquer un déplacement en translation de la seconde couronne (CC2), par attraction ou répulsion des deux aimants (MI, M2). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des deux couronnes (CC,, CC2) comprend une pluralité d'aimants permanents, répartis de manière à ce qu'une fraction de tour de la première couronne (CC,) provoque le passage de la position embrayée à la position débrayée et inversement, de l'organe d'accouplement (PT). 9 2784149 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les aimants permanents situés sur chacune des deux couronnes (CC1, CC2) présentent des polarités alternées, de manière à ce qu'en fin de course de rotation de la première couronne (CC1), on obtienne d'un côté, une répulsion des aimants (MI, M2) des deux couronnes (CC1, CC2) et de l'autre côté, une attraction desdits aimants (MI, M2). 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend deux arbres rotatifs tubulaires coaxiaux, à savoir: - un premier arbre cylindrique (A1), dont l'extrémité supérieure est prolongée par un collet radial (CRI) orienté vers l'extérieur, cet arbre (A), s'engageant et étant fixé sur l'extrémité supérieure de la colonne de direction (CD), le diamètre extérieur de la colonne (CD) étant sensiblement égal au diamètre intérieur de l'arbre (AI), et - un second arbre cylindrique (A2), de diamètre supérieur à celui de l'arbre (A1), et dont l'extrémité supérieure est prolongée par un collet radial (CR2)orienté vers l'intérieur, le diamètre intérieur du collet (CR2) étant sensiblement égal au diamètre extérieur du collet (CRI) 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les collets (CR1, CR2) sont situés à une même hauteur, l'un dans le prolongement de l'autre, de manière à délimiter un volume annulaire servant à loger les deux couronnes (CC,, CC2). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la couronne la couronne (CC,) est retenue axialement sur l'arbre (A2) et peut être entraînée en rotation, grâce à un levier (LV) passant au travers d'une lumière (LU), réalisée dans l'arbre (A2). -10- 2784149 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la couronne (CC2) est solidaire en rotation de l'arbre (A2), grâce à une broche axiale (BR), solidaire de l'arbre (A2), et qui s'engage dans un passage axial (Pl) de la couronne (CC2). 8. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la face supérieure de la couronne (CC2) porte une protubérance (PT) sensiblement tronconique, servant de crabot, destinée à venir s'engager dans un orifice de forme complémentaire (OC), constitué par la réunion de deux cavités réalisées par un fraisage tronconique situé au niveau de la jonction entre les deux collets (CRI, CR2). 9. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le bord extérieur de la couronne (CC',) porte une denture qui vient engrener (grâce à un orifice réalisé dans l'arbre A'2) sur un pignon (PI), actionné par une serrure (S) de type classique, logée dans un puits formé dans une protubérance axiale (éventuellement rapportée) de l'arbre (A',), la rotation du pignon (PI) étant commandée par une clé (CL) qui s'engage dans le canon de la serrure (S). 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il constitue le moyen réalisant la liaison entre le volant (V) et la colonne de direction (CD) d'un véhicule, l'un des susdits arbres (AI) étant fixé sur l'extrémité supérieure de la colonne de direction (CD). 1l 1. Dispositif selon la revendication 1 0, caractérisé en ce que la susdite serrure et le susdit pignon sont logés dans la colonne de direction, le pignon (PI') engrenant avec la couronne (CC',), grâce à un orifice réalisé dans l'arbre (A'l).