Brevet FR2886607A1 — publié le 20061208

La présente invention concerne un élément de commande pour une direction assistée du type comprenant une première pièce de commande montée de façon à pouvoir tourner autour d'un axe de rotation, une deuxième pièce de commande montée de façon à pouvoir tourner autour de l'axe de rotation et mobile en rotation par rapport à la première pièce de commande, où une section de passage pour un liquide hydraulique peut être modifiée par une torsion de la deuxième pièce de commande par rapport à la première pièce de commande, et comprenant un dispositif de réaction hydraulique comportant au moins un élément actionneur sollicité par la pression et guidé de façon mobile, par un guidage, essentiellement le long d'une droite. Le document DE 102 54 688 B3 décrit une direction assistée hydraulique pour des véhicules automobiles, direction assistée dans laquelle est configurée une servovalve se présentant sous la forme d'un dispositif coulissant rotatif. La servovalve, en tant qu'élément de commande hydraulique, comprend une pièce de commande intérieure et une pièce de commande extérieure qui sont montées, respectivement, de façon à pouvoir tourner autour d'un axe de rotation commun, où la pièce de commande intérieure peut être en torsion par rapport à la pièce de commande extérieure, pour libérer un passage de section variable, pour un liquide hydraulique. En outre, on décrit un dispositif de réaction dans lequel des billes sont guidées dans des perçages - partiellement cylindriques - de la pièce de commande extérieure et, dans le cas d'une sollicitation par la pression hydraulique, ces billes agissent en coopération avec une surface active correspondante de la pièce de commande intérieure, où un couple est produit, au total, entre la pièce de commande extérieure et la pièce de commande intérieure. Ici, la direction de mouvement ou l'axe de symétrie du guidage cylindrique des billes est orienté(e) de manière telle, qu'il ou elle coupe l'axe de rotation commun. Le but de l'invention est d'indiquer un élément de commande, pour une direction assistée, qui soit doté d'un dispositif de réaction ayant en particulier une longue durée de vie et qui soit particulièrement souple. Ce but est atteint, conformément à l'invention, pour un élément de commande cité initialement, pour une direction assistée, ledit élément de commande étant caractérisé par le fait que la droite de mouvement de l'élément actionneur ne coupe pas l'axe de rotation. Grâce à la disposition tridimensionnelle, conforme à l'invention, de l'élément actionneur, du guidage et de l'axe de rotation, il est possible, de manière simple, qu'un couple particulièrement important soit produit entre la pièce de commande intérieure et la pièce de commande extérieure, dans le cas d'une sollicitation hydraulique donnée, par la pression, et dans le cas d'un diamètre donné de l'élément actionneur. En outre, en procédant ainsi, une usure de l'élément actionneur, due au frottement, et des zones d'attaque correspondantes de l'élément actionneur, peut être réduite par rapport à l'état actuel de la technique, étant donné qu'il n'apparaît que des petits composants transversaux ou même aucun composant transversal de la force exercée par l'élément actionneur. Dans une réalisation préférée d'un élément de commande conforme à l'invention, l'élément actionneur est de forme sphérique et. le guidage est un perçage au moins partiellement cylindrique. De ce fait, l'élément actionneur a de faibles pertes dues au frottement et peut être produit de manière simple. En outre, de préférence, une distance perpendiculaire, entre l'axe de rotation et la droite, correspond au moins à une valeur à peu près égale au quart d'un diamètre de la première pièce de commande. Ainsi, un couple important est garanti dans le cas d'une sollicitation hydraulique donnée du dispositif de réaction. En outre, de préférence, une rotation relative forcée de la première pièce de commande, par rapport à la deuxième pièce de commande, par l'élément actionneur, ne peut être déclenchée que dans une direction de rotation déterminée, où une rotation relative forcée, dans une direction opposée, peut être déclenchée par un deuxième élément actionneur. En procédant ainsi, on peut, de manière simple, appliquer un couple s'exerçant par réaction et pouvant être sélectionné dans les deux directions. D'autres avantages et caractéristiques d'un élément de commande conforme à l'invention résultent de l'exemple de réalisation décrit par la suite, et des revendications dépendantes. Par la suite, on décrit et on explique de façon plus détaillée, à l'aide des dessins annexés, un exemple de réalisation préféré d'un élément de commande conforme à l'invention. La figure 1 montre une vue schématique, en coupe, d'un élément de commande selon l'état actuel de la technique. La figure 2 montre une vue schématisée, en coupe, de l'élément de commande de la figure 1 suivant la ligne A-A. La figure 3 montre une vue en coupe, 10 correspondant à la figure 2, d'un élément de commande conforme à l'invention. L'élément de commande représenté sur la figure 1 est connu d'après le document DE 102 54 688 B3 qui est intégré ici en faisant référence à l'étendue de la totalité de la divulgation de ce document. L'élément de commande 1 correspondant à l'état actuel de la technique comprend une première pièce de commande 5 et une deuxième pièce de commande 3 qui sont montées sur le carter, de façon à pouvoir tourner autour d'un axe de rotation 30, par un roulement à billes 4. La première pièce de commande 5 peut tourner par rapport à la deuxième pièce de commande 3, autour de l'axe de rotation 30, où une barre de torsion élastique 6 qui, au moyen d'une goupille fendue 7, est reliée à la première pièce de commande 5 et, au moyen d'une autre goupille fendue 8, à la deuxième pièce de commande 3, déclenche une force réagissant élastiquement, dans le cas d'une torsion à partir d'une position initiale. Au cours de la torsion relative des pièces de commande 3, 5, à partir de la position initiale, une section de passage croissante pour un liquide hydraulique, est libérée au moyen de perçages et de fraisages correspondants 12 des pièces de commande 3, 5, grâce à quoi un élément à cylindre et à piston (non représenté) est actionné pour l'assistance de force d'une crémaillère 11 de la direction assistée. La crémaillère 11 est en outre engrenée par une denture 10 d'un pignon 9, denture qui est configurée sur la deuxième pièce de commande 3 et permet une sollicitation de force manuelle de la crémaillère, par un utilisateur. Ici, un volant non représenté est relié, fixe en rotation, à la pièce de commande intérieure 5. Un dispositif de réaction 20 comprend deux jeux d'éléments actionneurs 21 qui sont configurés, respectivement, comme des billes et sont guidés dans des perçages cylindriques 22. Les perçages 22 sont disposés dans une paroi de la deuxième pièce de commande 3 et, par leurs axes de symétrie qui sont en même temps des droites de mouvement 31 des éléments actionneurs 21, coïncident perpendiculairement avec l'axe de rotation 30. Ainsi, la direction de mouvement des éléments actionneurs 21 de forme sphérique, qui ne présente qu'un seul degré de liberté, est alignée précisément sur l'axe de rotation 30 (état actuel de la technique) . Lors d'une sollicitation par la pression d'un liquide hydraulique, les éléments actionneurs 21 sont déplacés vers l'intérieur, sur la première pièce de commande 5 où, avec des surfaces actives 28 formées en conséquence, ils agissent en coopération sur la circonférence extérieure de la première pièce de commande 5, ce qui entraîne une déviation de la force et une sollicitation par un couple de la première pièce de commande 5, par rapport à la deuxième pièce de commande 3. Les surfaces actives 28 sont configurées ici de manière asymétrique (ligne en pointillé de la figure 2), où un premier jeu d'éléments actionneurs 20a déclenche une sollicitation de couple dans une première direction, et un deuxième jeu d'éléments actionneurs 20b déclenche une sollicitation de couple correspondante dans la direction opposée. Le liquide hydraulique peut être dirigé, au choix, sur le premier jeu 20a ou sur le deuxième jeu 20b d'éléments actionneurs, où une délimitation hydraulique des deux jeux d'éléments actionneurs est réalisée à l'aide de joints 25 et d'espaces annulaires 23, 24. La vue schématique en coupe - représentée sur la figure 2 - de l'élément de commande de la figure 1, suivant la ligne A-A, montre un agencement, selon l'état actuel de la technique, dans lequel le guidage 22, par son axe de symétrie, coïncide exactement avec l'axe de rotation 30. D'après la figure 2, on voit nettement, concernant la sollicitation de force de la surface active 28 qui peut être formée en étant arrondie, ou bien aussi, être constituée de surfaces droites angulaires, que seulement une composante partielle de la force agissant dans la direction de mouvement 31 de l'élément actionneur 21, produit un couple entre les pièces de commande 3, 5. Une autre composante agit perpendiculairement à la paroi du guidage 22 et cela signifie par conséquent une usure des matériaux et des pertes dues au frottement. De ce fait, une pression élevée est, d'une part, nécessaire sur l'élément actionneur 21 et, d'autre part, il se produit une usure importante, par frottement, sur la surface active 28 et sur les billes 21 ainsi que sur la paroi du guidage 22. En particulier, une usure des billes 21, dans la paroi de guidage ou bien une usure par frottement de la surface des billes provoque, avec le temps, un jeu plus important des billes 21 dans le guidage 22 et, par conséquent, une perte de pression du liquide hydraulique. Le perfectionnement conforme à l'invention du dispositif décrit précédemment est visible d'après la figure 3. Ici, le perçage de guidage 22 est décalé, parallèlement à l'axe de rotation, de la distance perpendiculaire d par rapport à la direction de mouvement 31. La direction de mouvement 31 de l'élément actionneur 21 ne coïncide plus à présent avec l'axe de rotation 30. De ce fait, dans le cas d'une sollicitation de force identique de l'élément actionneur 21, on peut obtenir un couple nettement plus important, entre les pièces de commande 3, 5. En outre, la composante de force, qui ne produit aucun couple entre les pièces de commande 3, 5, est négligeable, de sorte que le frottement, entre l'élément actionneur 21 et la surface active 28, dans le cas d'un couple donné, est également extrêmement réduit. Par conséquent, il est en principe possible, par rapport à l'état actuel de la technique, que les éléments actionneurs ne soient pas des billes, mais soient dirigés dans les guidages 22, par exemple en ayant une paroi partiellement cylindrique. Cela entraîne une meilleure étanchéité et une durée de vie plus longue, par rapport au liquide hydraulique. Concernant la représentation schématique selon la figure 3, la distance perpendiculaire d de la direction de mouvement 31, par rapport à l'axe de rotation 30, correspond à peu près à la moitié du diamètre commande intérieure temps que l'élément actionneur 21 s'applique sur le bord extérieur intérieure 5, dans par rapport à améliorations très l'état actuel de la technique, peuvent déjà être obtenues dans le cas d'un plus faible décalage des guidages 22, par rapport à une position coïncidant avec l'axe de rotation, par exemple dans le cas d'un décalage parallèle égal à seulement un quart du diamètre de la pièce de commande intérieure 5. de la première pièce de 5. Cela signifie en même de la pièce de commande une direction tangentielle sa circonférence. Des importantes, par rapport à R E V E N D I C A T I O N S 1. Elément de commande pour une direction assistée, comprenant. - une première pièce de commande (5) montée de façon à pouvoir tourner autour d'un axe de rotation (30), - une deuxième pièce de commande (3) montée de façon à pouvoir tourner autour de l'axe de rotation (30) et mobile en rotation par rapport à la première pièce de commande (5), où une section de passage pour un liquide hydraulique peut être modifiée par une torsion de la deuxième pièce de commande (3), par rapport à la première pièce de commande (5), et - un dispositif de réaction hydraulique (20) comprenant un élément actionneur (21) sollicité par la pression et guidé de façon mobile, par un guidage (22), essentiellement le long d'une droite (31), caractérisé en ce que la droite de mouvement (31) de l'élément actionneur (21) ne coupe pas l'axe de rotation (:30). 2. Elément de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément actionneur (21) est de forme sphérique et en ce que le guidage (22) est un perçage au moins partiellement cylindrique. 3. Elément de commande selon l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisé en ce que la distance perpendiculaire (d), entre l'axe de rotation (30) et: la droite (31), correspond au moins à une valeur à peu près égale au quart d'un diamètre de la première pièce de commande (5). 4. Elément de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une rotation relative forcée de la première pièce de commande (5), par rapport à la deuxième pièce de commande (3), peut être déclenchée par l'élément actionneur (20a, 21), seulement dans une direction de rotation déterminée, et en ce qu'une rotation relative forcée, dans la direction opposée, peut être déclenchée par un deuxième élément actionneur (20b, 21).