FR2750392A1

FR2750392A1 - Direction, en particulier pour un vehicule automobile

Info

Publication number: FR2750392A1
Application number: FR9707804A
Authority: FR
Inventors: Hubert Bohner; Martin Moser
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 1998-01-02
Also published as: GB2314538B; ITRM970294A0; JPH1071957A; JP2814375B2; GB2314538A; DE19625503C1; US5896942A; IT1291906B1; GB9713443D0; ITRM970294A1

Abstract

Une direction comprend un dispositif de consigne de braquage, auquel est coordonné un arbre de direction, un actionneur de braquage couplé de façon non-mécanique à ce dispositif, ainsi qu'un dispositif accouplé par un mécanisme à l'arbre de direction, générant mécaniquement un couple de réaction et possédant au moins un élément élastiquement déplaçable ou déformable linéairement et accouplé audit mécanisme par une unité d'entraînement. Le mécanisme comporte un pignon d'arbre de direction et une crémaillère (18) engrenant avec ce pignon et servant de tige de piston pour au moins un piston (19a, 19b) axialement mobile et guidé dans un cylindre (20a, 20b), piston qui, ensemble avec la tige de piston, forme l'unité d'entraînement pour l'accouplement de l'élément ou des éléments élastiquement déplaçable(s) ou déformable(s) linéairement audit mécanisme. Applicable à la direction d'automobiles.

Description

L'invention concerne une direction comprenant un dispositif pour appliquer

un angle de braquage comme

valeur de consigne, appelé dispositif de consigne de bra-

quage, auquel est coordonné un arbre de direction et qui peut être actionné par un utilisateur, un dispositif d'exécution de la consigne ou instruction de braquage, appelé actionneur de braquage, qui est couplé

de façon non-mécanique au dispositif de consigne de bra-

quage, ainsi qu'un dispositif accouplé par l'intermé-

diaire d'un mécanisme à l'arbre de direction, générant mécaniquement un couple de réaction et possédant au moins

un élément élastiquement déplaçable ou déformable liné-

rairement et accouplé audit mécanisme par l'intermédiaire

d'une unité d'entraînement. Une telle direction est uti-

lisable en particulier pour des véhicules automobiles.

Comparativement à des directions classiques à couplage mécanique entre le dispositif de consigne et

l'actionneur de braquage, les directions à couplage non-

mécanique de ces deux dispositifs ne possèdent pas de transmission mécanique directe pour transmettre un couple de réaction de l'actionneur de braquage au dispositif de consigne. Afin de conserver également cette information en retour - à laquelle le conducteur de l'automobile est habitué - pour les directions à couplage non-mécanique

entre le dispositif de consigne et l'actionneur de bra-

quage, il est connu d'accoupler à l'arbre de direction un dispositif générateur de couple de réaction. C'est ainsi que la demande de brevet allemand soumise à l'Inspection Publique DE 42 41 849 Ai décrit un système de direction ou de gouverne, pour véhicules ou bateaux, comprenant un volant ou analogue avec un arbre de direction coordonné et un dispositif de consigne de braquage qui lui est couplé électriquement, système dans lequel une unité de charge, fournissant un couple, est capable d'appliquer à l'arbre de direction un couple de réaction qui est ajutable en fonction de la vitesse et/ou du conducteur

ou du barreur.

La demande de brevet allemand antérieure 39 101.2, non soumise à l'Inspection Publique, décrit

une direction, du type mentionné au début, dont le dispo-

sitif générateur de couple de réaction comprend d'une part un système de ressort de rappel et d'autre part un moteur accouplé à l'arbre de direction. Dans un exemple

de réalisation, le système de ressort de rappel est com-

posé de deux ressorts hélicoïdaux de compression disposes transversalement à l'arbre de direction et d'une plaque d'entraînement placée entre ces ressorts et accouplée à

l'arbre de direction par l'intermédiaire d'un engrenage.

Un autre exemple prévoit une unité à piston et cylindre coaxiale à l'arbre de direction et dont le piston, de

forme en U, est pressé contre une coulisse disposée soli-

daire en rotation avec lui sur l'arbre de direction par

un ressort hélicoïdal de compression entourant cet arbre.

Dans sa zone d'extrémité opposée, le piston délimite, en-

semble avec le cylindre, une chambre de travail suscep-

tible d'être remplie d'un fluide de pression.

Le problème technique à la base de l'invention

est la mise à disposition d'une direction, du type men-

tionné au début, qui soit d'un genre nouveau et optimisée

quant à la génération du couple de réaction et à la com-

pacité de sa construction.

Partant d'une direction comme indiquée au dé-

but, on obtient ce résultat, conformément à un premier mode de réalisation de l'invention, par le fait que ledit mécanisme comporte un pignon d'arbre de direction et une crémaillère engrenant avec ce pignon ou couplée d'une autre manière à lui et qui sert de tige de piston pour au

moins un piston axialement mobile et guidé dans un cy-

lindre, piston qui, ensemble avec la tige de piston, forme l'unité d'entraînement pour l'accouplement de l'élément ou des éléments élastiquement déplaçable(s) ou déformable(s) linéairement audit mécanisme Le résultat recherché peut être obtenu aussi, en variante, conformément à un secondmode de réalisation de l'invention, par le fait que ledit mécanisme comprend

un disque excentré accouplé mobile en rotation, avec dé-

multiplication, à l'arbre de direction, et contre le pour- tour duquel est appliquée une extrémité d'une tige de

piston d'un piston axialement mobile et guidé dans un cy-

lindre, piston qui, ensemble avec la tige de piston, forme l'unité d'entraînement pour l'accouplement de l'élément ou des éléments élastiquement déplaçable(s) ou

déformable(s) linéairement audit mécanisme.

Dans le cas de la direction selon le premier

mode de réalisation, le mécanisme accouplant le disposi-

tif générant mécaniquement un couple de réaction à

l'arbre de direction comprend un pignon d'arbre de di-

rection et une crémaillère engrenant avec ce pignon (ou couplée d'une autre manière à lui) qui sert de tige de piston pour au moins un piston disposé axialement mobile et guidé dans un cylindre et qui forme, ensemble avec la

tige de piston, l'unité d'entraînement par l'intermé-

diaire de laquelle l'élément élastiquement déplaçable li-

néairement est accouplé au mécanisme. Cette conception du mécanisme permet une construction compacte de l'ensemble

formé du dispositif de consigne de braquage et du dispo-

sitif générant mécaniquement un couple de réaction, ainsi

que l'établissement de tout rapport de transmission dé-

siré. Dans les véhicules automobiles comportant un volant

réglable, la construction compacte de cet ensemble ap-

porte l'avantage que l'ensemble en question ne restreint

pas notablement l'espace libre pour les pieds lors du pi-

votement d'un arbre de direction montré pivotant ou in-

clinable. De plus, ce mécanisme autorise l'établissement d'un couple de réaction croissant, même lorsque les

angles de braquage dépassent 360 .

Un perfectionnement du premier mode de réalisa-

tion prévoit que le dispositif générant mécaniquement un

couple de réaction comprenne deux cylindres agencés trans-

versalement à l'arbre de direction et dans chacun des-

quels est mobile et guidé axialement un piston s'appuyant sur un ressort hélicoïdal de compression coordonné, de même qu'une crémaillère comme tige de piston commune aux deux pistons, le mouvement de la crémaillère entraînant l'un des pistons dans un sens de braquage et entraînant

l'autre piston dans l'autre sens de braquage.

Avec ce perfectionnement, le dispositif géné-

rant mécaniquement un couple de réaction est positionné

de manière compacte et symétriquement en direction trans-

versale par rapport à l'arbre de direction, et une cré-

maillère sert de tige de piston commune à deux pistons situés l'un en face de l'autre et dont l'un ou l'autre est entraîné par le mouvement de la crémaillère suivant le sens du braquage, c'est-à-dire suivant que l'arbre de direction est dévié de sa position médiane dans l'un ou

l'autre sens de rotation.

Un autre perfectionnement du premier mode de

réalisation de la direction prévoit que le dispositif gé-

nérant mécaniquement un couple de réaction comprenne un cylindre avec deux pistons, contre lesquels s'appuie par

des extrémités respectives un ressort hélicoïdal de com-

pression interposé, de même qu'une crémaillère comme tige de piston commune aux deux pistons, le mouvement de la crémaillère entraînant l'un des pistons dans un sens de braquage et entraînant l'autre piston dans l'autre sens

de braquage.

Dans ce cas, le dispositif générant mécanique-

ment un couple de réaction comporte deux pistons logés

dans un cylindre et sur lesquels s'appuie le ressort hé-

licoïdal de compression en tant qu'élément élastiquement

déplaçable ou déformable linéairement. Selon une caracté-

ristique supplémentaire, le cylindre et la crémaillère sont agencés parallèlement à côté de l'arbre de direction et la crémaillère est couplée à l'arbre de direction par l'intermédiaire d'un engrenage conique. L'axe du cylindre

est donc disposé parallèlement à côté de l'arbre de di-

rection dans cette exécution, ce qui maintient faible le

besoin de place de montage transversalement à cet arbre.

Encore une autre caractéristique prévoit qu'un

élément de butée à ressort respectif soit prévu comme élé-

ment de couplage entre la crémaillère et chacun des pis-

tons. Cet élément peut remplacer un accouplement élas-

tique en torsion entre un volant et l'arbre de direction

et peut contribuer à amortir le bruit.

Dans le cas de la direction selon le second

mode de réalisation, le mécanisme comporte un disque ex-

centré, couplé mobile en rotation à l'arbre de direction, contre le pourtour duquel est appliquée une extrémité d'une tige de piston d'un piston disposé mobile et guidé axialement dans un cylindre et formant, ensemble avec la

tige de piston, l'unité d'entraînement pour l'accouple-

ment au mécanisme d'un élément ou des éléments élastique-

ment déplaçable(s) linéairement. Le choix approprié de la forme du disque excentré et du rapport de transmission du

mécanisme permet d'ajuster la caractéristique de trans-

mission désirée entre le mouvement tournant de l'arbre de

direction et le mouvement linéaire de l'élément élasti-

quement déplaçable linéairement.

Une autre caractéristique prévoit que le piston délimite, à l'intérieur du cylindre, au moins une chambre de travail susceptible d'être remplie d'un fluide de pression. Ainsi, l'application adéquate d'un fluide de pression permet au dispositif de générer une force de

pression qui s'additionne, dans le sens de son augmenta-

tion ou dans le sens de sa diminution, à la force élas-

tique de l'élément élastiquement déplaçable linéairement en vue de l'établissement d'une caractéristique de couple

de réaction désirée.

D'après encore un autre perfectionnement, la direction comprend en plus un dispositif générant électriquement un couple de réaction, dispositif qui est accouplé à l'arbre de direction et possède un moteur qui

génère un couple de réaction s'ajoutant à celui du dispo-

sitif générant mécaniquement un couple de réaction, de manière que, dans une plage de faible vitesse, un couple de réaction total essentiellement constant soit établi, indépendamment de la consigne pour l'angle de braquage et s'opposant au changement de la consigne pour l'angle de braquage, et que, dans une plage de grande vitesse, un couple de réaction total essentiellement constant soit

établi indépendamment de la consigne pour l'angle de bra-

quage et agisse. dans le sens de l'amenée du volant à sa position médiane. Le moteur selon ce perfectionnement est conçu spécialement de manière que le couple de réaction total généré s'oppose de façon constante au changement d'angle de braquage dans une plage de faible vitesse et s'oppose de manière constante à une augmentation de

l'angle de braquage dans une plage de grande vitesse.

Ceci a pour conséquence que, aux faibles vitesses de

marche du véhicule, le conducteur, lors du contre-bra-

quage, c'est-à-dire lors du retour du volant vers la po-

sition d'alignement droit, doive exercer un effort à peu

près égal à celui nécessaire lors d'un braquage relative-

ment important, tandis que, dans la plage de grande vi-

tesse, le système contribue au retour automatique de la

direction à la position d'alignement droit.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention ressortiront plus clairement de la description

qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation préfé-

rés, mais nullement limitatifs, ainsi que des dessins an-

nexés, sur lesquels:

- la figure 1 est une représentation fonction-

nelle schématique d'une direction d'automobile ayant un couplage électronique entre un dispositif de consigne de braquage et un actionneur de braquage et possédant un dispositif générateur de couple de réaction;

- la figure 2 est une coupe axiale d'un dispo-

sitif de consigne de braquage avec un dispositif généra-

teur de couple de réaction à double cylindre et piston rapporté transversalement; - la figure 3 est une coupe axiale d'un dispo-

sitif de consigne de braquage avec un dispositif généra-

teur de couple de réaction à cylindre et double piston rapporté transversalement; - la figure 4 est une coupe prise suivant la ligne IVIV de la figure 3;

- la figure 5 est une coupe axiale d'un dispo-

sitif de consigne de braquage avec un dispositif généra-

teur de couple de réaction à cylindre et double piston rapporté longitudinalement à côté de lui; et - la figure 6 est une coupe schématique d'un

dispositif de consigne de braquage avec un dispositif gé-

nérateur de couple de réaction à piston et cylindre et

comportant un mécanisme à disque excentré.

La figure 1 montre par une vue d'ensemble une

direction pour un automobile ayant un couplage non-méca-

nique, plus exactement un couplage électrique entre un

dispositif pour appliquer un angle de braquage comme va-

leur de consigne, appelé dispositif de consigne de bra-

quage, et un dispositif d'exécution de l'instruction de braquage, appelé actionneur de braquage. Le dispositif de

consigne de braquage comprend un volant 1 auquel est ac-

couplé un arbre de direction 2, ainsi qu'un ensemble 3 pour générer et appliquer un couple de réaction à l'arbre 2. L'actionneur de braquage comprend une servocommande hydraulique 4 et une unité d'asservissement coordonnée 5

à piston et cylindre, à laquelle est accouplée une timo-

nerie de direction 6 pour les roues avant 7a, 7b du véhi-

cule. La colonne de direction classique, servant de liai-

son mécanique entre le tube enveloppe-arbre de direction et la timonerie 6, est omise. Au lieu de cela, l'information relative à la position angulaire instantanée de l'arbre de direction est transmise à une unité de commande électronique 8 qui

pilote la servocommande hydraulique 4 en vue de l'éta-

blissement de l'angle de braquage requis, c'est-à-dire, en l'occurrence, de l'angle de braquage des roues avant 7a et 7b. D'autres informations d'entrée nécessaires à l'unité de commande 8. lui sont envoyées par une unité de détection 9 recevant des signaux de mesure de différents éléments de mesure, tels qu'un capteur 10 pour mesurer l'angle (la position angulaire) du volant, un capteur 11 pour mesurer le couple appliqué au volant, un capteur 12 pour l'angle de braquage des roues et un capteur 13 pour

la vitesse de rotation des roues. Alors qu'une construc-

tion habituelle, conventionnelle, peut être choisie pour les autres composants mentionnés, on décrira ci-après plus en détail différentes exécutions selon l'invention

du dispositif de consigne de braquage et plus spéciale-

ment de l'ensemble 3 pour générer le couple de réaction.

La figure 2 montre un premier exemple de réali-

sation à cet égard. Le volant 1 de cet exemple est monté par l'intermédiaire de l'arbre de direction 2 dans un

boîtier 14 au moyen d'un palier fixe 15 et de deux pa-

liers libres 16, 17. Sur une certaine longueur, l'arbre de direction est réalisé comme un pignon d'attaque 2a

avec lequel engrène une crémaillère 18 orientée transver-

salement à cet arbre. La crémaillère 18 est guidée dans des canaux de guidage de deux pistons en U 19a et 19b qui sont situés l'un en face de l'autre, par rapport à

l'arbre de direction 2, et sont eux-mêmes disposés mo-

biles et guidés axialement, transversalement à l'arbre 2, en deux cylindres 20a, 20b placés l'un en face de l'autre

par rapport à l'arbre 2 (de part et d'autre de ce der-

nier). Les deux pistons 19a, 19b sont poussés en direc-

tion d'une butée coordonnée 23, se trouvant à proximité

immédiate de l'arbre de direction 2, par un ressort héli-

coïdal de compression 21a ou 21b associé, lequel s'appuie d'un côté sur le fond du cylindre par l'intermédiaire d'un disque de caoutchouc 22 et, de l'autre côté, contre

un épaulement du piston coordonné.

Ainsi, une liaison mécanique de couplage de mouvement entre la crémaillère 18 et le piston 19a ou 19b concerné existe seulement lors d'un braquage du volant à partir de la position médiane représentée vers la droite ou la gauche. Plus exactement, si le volant est tourné à gauche, le piston 19a, montré à gauche sur la figure 2, reste à sa position initiale o il est appliqué contre la

butée 23 qui lui est coordonnée, tandis que l'autre pis-

ton 19b est déplacé par la crémaillère 18 à l'encontre de

la force du ressort hélicoïdal de compression 2lb asso-

cié. Une rotation à droite du volant a un effet analogue,

sauf que les rôles des deux pistons 19a, 19b sont inter-

vertis. Le piston resté chaque fois au repos, contre la butée 23, sert en même temps au guidage de la crémaillère 18. Afin que, autour de la position médiane, c'est-à-dire de la position d'alignement droit de la direction, le passage de l'un à l'autre des deux pistons 19a, 19b ne soit pas trop brutal, chacun de ces pistons présente un orifice transversal 24 qui empêche un brusque échappement

de l'air peu avant la butée du guidage dans le piston.

Cette disposition diminue les moyens à mettre en oeuvre

pour la régulation autour de la position médiane du vo-

lant.

A côté de ce dispositif passif pour générer mé-

caniquement un couple de réaction, on a prévu un autre dispositif qui est, lui, actif et génère électriquement un couple de réaction. Ce dispositif comprend un moteur électrique 25 accouplé par l'intermédiaire d'une vis sans fin à une roue dentée 26 calée sur l'arbre de direction 2. Le moteur électrique peut être utilisé dans le mode à quatre quadrants et est donc capable de produire sur le

volant 1 des couples de réaction, dans le sens de l'en-

traînement et dans le sens du freinage, à tout angle de braquage de consigne réglé. La figure 2 montre en plus

un capteur d'angle d'arbre de direction 28 qui se rac-

corde à un couvercle de fermeture 27 et détecte la posi-

tion angulaire de l'arbre de direction 2 en valeur abso-

lue et incrémentiellement.

Pendant le fonctionnement de la direction, dif-

férents couples de réaction, à générer et à appliquer suivant la vitesse de marche à l'arbre de direction 2 et

par suite au volant 1, sont préfixés pour le moteur élec-

trique 25, tandis que le dispositif générant mécanique-

ment un couple de réaction - produit naturellement un couple de réaction qui dépend linéairement de la grandeur de l'angle de braquage et qui est par exemple de 3 Nm à

la position médiane du volant et de 5 Nm pour une gran-

deur maximale supposée d'environ 550 de l'angle de bra-

quage. Dans la plage de faibles vitesses de marche, le moteur électrique 25 est commandé de manière que le couple de réaction total, fourni par ce moteur ensemble

avec le dispositif mécanique générateur de couple, pos-

sède une valeur constante qui est par exemple de 3 Nm, indépendamment de l'angle du volant, et de sens contraire au changement de cet angle. Cela signifie que, dans le

sens de plus grands angles du volant, le moteur élec-

trique 25 produit un couple de réaction qui agit dans le

sens de plus petits angles du volant et croît linéaire-

ment de zéro à la position médiane du volant jusqu'à - 2Nm à l'angle maximal du volant. Lors de mouvements de

contre-braquage ou de retour à la position médiane du vo-

lant, le moteur électrique 25 compense en outre le couple

de réaction du dispositif mécanique, de sorte qu'on ob-

tient dans ce cas un couple de réaction constant de - 3

Nm qui agit dans le sens de plus grands angles du volant.

A cet effet, le couple de réaction fourni par le moteur électrique 25 augmente de - 6 Nm à la position médiane du volant jusqu'à - 8 Nm à l'angle de braquage maximal du volant. l1 En revanche, dans la plage de grandes vitesses de marche, un couple de réaction total restant le même, de 5 Nm par exemple, est établi indépendamment du sens de braquage du volant. Dans ce but, le moteur électrique 25 compense, dans une mesure qui décroît avec l'augmentation de la grandeur de l'angle de braquage du volant, l'action du dispositif mécanique générateur de couple de réaction, du fait que le couple produit par lui et qui est par exemple de 2 Nm à la position médiane du volant - diminue

linéairement à zéro à l'angle de braquage maximal du vo-

lant. Suivant les besoins, une transition en douceur

entre ces deux caractéristiques de couple de réaction -

qui sont chacune particulièrement avantageuses pour la

plage de vitesse concernée - dans une plage intermé-

diaire de vitesse.

Les figures 3 et 4 représentent un deuxième

exemple d'un dispositif combiné pour produire mécanique-

ment et électriquement des couples de réaction pour une

direction du genre de celle montrée par la figure 1.

L'arbre de direction 30, guidé au moyen de paliers adé-

quats dans un boîtier 29, est de nouveau réalisé sur une certaine longueur comme un pignon avec lequel coopère une

crémaillère 31 orientée transversalement à l'arbre de di-

rection 30 et pressée sur le pignon de l'arbre de direc-

tion par une pièce de pression 32 s'appuyant par l'inter-

médiaire d'un ressort de compression 33 sur le boîtier 29. Un capteur 35 pour mesurer la position angulaire de l'arbre de direction est accouplé par l'intermédiaire d'un engrenage 34. Par un couplage analogue à celui de

l'exemple selon la figure 2, l'arbre d'un moteur élec-

trique générateur de couple de réaction est relié à

l'arbre de direction 30, plus exactement par l'intermé-

diaire d'une vis sans fin 36 et d'une roue de vis sans fin 37, le moteur électrique étant conçu, comme dans tous

les autres exemples décrits, sans blocage automatique.

Le dispositif générant mécaniquement un couple de réaction comporte, dans cet exemple de réalisation, deux pistons 39a,39b de forme en U placés symétriquement l'un de l'autre dans un cylindre 38 et écartés l'un de l'autre par un unique ressort hélicoïdal de compression 40 interposé. Le cylindre 38 est agencé d'un côté de l'arbre de direction , de manière que son axe soit transversal à cet arbre, et une douille réceptrice 41 de longueur suffisante est prévue sur le côté opposé pour recevoir chaque fois la

partie de la crémaillère 31 dépassant sur ce côté.

La crémaillère 31 est accouplée en tant que tige de piston commune aux deux pistons 39a, 39b. Elle traverse le piston 39b représenté à droite sur la figure 4, avec interposition d'un tube de guidage 42, et vient s'appliquer axialement contre le fond de ce piston par un

épaulement annulaire par l'intermédiaire d'un ressort an-

nulaire 43 intercalé, en matière plastique. De là, la crémaillère 41 sort du fond de piston par un tronçon plus effilé en forme de tige et s'étend jusqu'à travers le fond de l'autre piston 39a, o elle se termine de nouveau par un tronçon terminal de plus gros diamètre qui est guidé dans une douille de réglage 44 glissant extérieurement le long

du piston 39a associé. La crémaillère 31 vient s'appli-

quer par un épaulement annulaire de son tronçon terminal et par l'intermédiaire d'un autre ressort annulaire 45 en matière plastique contre le fond de ce piston 39a. La douille de réglage 44 est vissée dans le cylindre 38 et la variation de sa position axiale permet d'ajuster la précontrainte du ressort hélicoïdal de compression 40. Une bague en matière plastique 46 entre la douille 44 et le piston 39a associé empêche un impact dur de ces deux pièces en acier l'une

contre l'autre et sert ainsi à atténuer le bruit.

Lors d'un mouvement de la crémaillère vers la droite, dans la représentation de la figure 4, le piston du côté droit 39b reste à sa position initiale, tandis que le piston de gauche 39a est entraîné par la crémaillère 31, avec compression du ressort 40. De façon analogue, lors d'un mouvement de la crémaillère vers la gauche, le piston gauche 39a reste à sa position initiale, tandis que le piston droit 39b est déplacé vers la gauche contre la force du ressort 40. Les ressorts annulaires en matière plas- tique 43, 45 entre la crémaillère 31 et le fond de piston concerné, ont d'une part une fonction d'atténuation du bruit et assurent d'autre part une montée à pente raide, mais non pas brusque, de la caractéristique du couple de réaction généré par ce dispositif en fonction de l'angle du volant. En assurant ces fonctions, les deux ressorts

annulaires 43, 45 peuvent remplacer un accouplement élas-

tique en torsion entre le volant et l'arbre de direction 30. Dans le cas du dispositif selon les figures 3

et 4, la génération d'un couple de réaction peut être in-

* fluencée en plus par un circuit à fluide sous pression, utilisant un fluide sous pression liquide ou gazeux. A cet effet, le cylindre 38 comporte un premier raccord de fluide de pression 47, débouchant dans une première chambre de fluide sous pression 48 délimitée d'un côté par la douille de réglage 44 et de l'autre par le piston

gauche 39a, ainsi qu'un second raccord de fluide sous pres-

sion 49 débouchant dans une seconde chambre de travail 50 délimitée d'un côté par le tube de guidage 42 et de l'autre par le piston droit 39b. Une application de fluide sous pression à la chambre de travail 48 ou 50 a pour conséquence qu'une force de pression, agissant à

l'encontre de la force du ressort hélicoïdal de compres-

sion 40, est exercée sur le piston 39a ou 39b concerné, de sorte que ce piston n'applique plus qu'un couple de

réaction réduit de la force de pression sur la crémail-

lère 31. Quand la force de pression exercée par le fluide sur le piston 39a ou 39b dépasse la force du ressort 40,

le piston en question se déplace, contre la force élas-

tique du ressort 40, de sorte que le mouvement de la crémaillère dans le sens concerné est maintenu exempt, sur une longueur pouvant être préfixée, de tout couple de réaction du ressort 40, tandis que, simultanément, le couple de réaction pour le mouvement contraire de la crémaillère et par suite aussi du volant, augmente à la valeur de la force de pression exercée par

le fluide.

Le mode de fonctionnement de ce dispositif cor-

respond par ailleurs à celui décrit en référence au dis-

positif selon la figure 2 et auquel on peut se reporter, à ceci près que, dans l'exemple selon les figures 3 et 4, en plus du moteur générateur de couple de réaction, le circuit à fluide de pression peut être utilisé aussi pour établir chaque fois le couple de réaction désiré et, en particulier, pour assurer la compensation voulue, suivant la situation, de la force de compression du ressort 40.

L'exemple suivant, montré par la figure 5, cor-

respond, quant à son mode de fonctionnement en ce qui

concerne la génération du couple de réaction et son ap-

plication au volant 1, entièrement à l'agencement selon

les figures 3 et 4, mais il s'en distingue par le posi-

tionnement de ses composants. En particulier, le disposi-

tif selon la figure 5 comporte également un cylindre 51

dans lequel sont disposés symétriquement l'un de l'autre et axia-

lement mobiles et guidés des pistons 52a,52b écartés l'un de l'autre par un ressort hélicoïdal de compression 53.,.En outre, un circuit à fluide sous pression correspondant à l'exemple des figures 3 et 4 est ici également prévu pour

influencer en plus de la manière désirée la caractéris-

tique de couple de réaction. A côté de chacun des pistons

52a, 52b, un guidage 62a ou 62b correspondant sert de dé-

limitation axiale de la chambre de travail à fluide sous

pression associée. Cependant, dans le cas de ce disposi-

tif, le cylindre 51 est placé typiquement à côté de l'arbre de direction 2, de nouveau monté rotatif dans des paliers 54, 55 appropriés, de manière que l'axe du

cylindre soit parallèle à cet arbre. De façon correspon-

dante, la crémaillère 56, faisant office de tige de pis-

ton commune aux deux pistons 52a, 52b, est placée paral-

lèlement à côté de l'arbre de direction 2. L'accouplement de la crémaillère 56 s'effectue par l'intermédiaire d'un engrenage comportant un arbre intermédiaire 56 sur lequel

sont calés d'une part un pignon 58 engrenant avec la cré-

maillère 56 et d'autre part une roue conique 59 qui en-

grène avec une roue conique 60 calée sur l'arbre de di-

rection 2. Le moteur électrique 25, servant de dispositif actif générateur de couple de réaction, est accouplé par l'intermédiaire d'un engrenage supplémentaire 61 à l'arbre de direction 2 dans le cas du dispositif selon la figure 5. Comme on peut le voir sur cette figure, cette exécution de l'ensemble générateur de couple de réaction demande particulièrement peu de place transversalement à

l'arbre de direction 2.

La figure 6 montre un exemple de réalisation dans lequel l'unité d'entraînement comporte non pas un couplage à crémaillère comme dans les exemples décrits précédemment, mais un couplage à disque excentré. Plus

exactement, dans cette direction, pour coupler un dispo-

sitif générant mécaniquement un couple de réaction, on a prévu un mécanisme comportant un arbre intermédiaire, disposé parallèlement à côté de l'arbre de direction 2, et sur lequel sont calés une roue dentée 63 qui engrène avec une partie de l'arbre de direction conformée en pignon, ainsi qu'un disque excentré 64. Contre le pourtour du

disque 64 est appliquée une tige de piston 65, par l'in-

termédiaire d'un galet rotatif 66 qui peut rouler sur le pourtour du disque dont une entaille 67 définit un arrêt correspondant à la position médiane du volant. Par son autre partie terminale 68, la tige de piston 65 forme, selon une construction intégrée, un piston guidé dans un cylindre 69 dans lequel est encastré un joint annulaire d'étanchéité 70. Le cylindre 69 est entouré extérieurement d'un ressort hélicoïdal de compression 71 qui s'appuie d'un côté sur un rebord 72 du fond de cylindre et de l'autre sur un rebord 73 de la tige de piston et presse

ainsi la tige 65 contre le pourtour du disque excentré.

Le disque 64 repousse la tige de piston 65 de plus en plus, symétriquement pour les deux sens de braquage, contre la force du ressort 71, pendant que l'angle de rotation de ce disque excentré croît de 0 à , ce qui provoque un couple de réaction augmentant en conséquence sous l'effet du ressort 71. En raison de la

conception à démultiplication de ce mécanisme, un demi-

tour du disque correspond à un angle de rotation nette-

ment plus grand du volant couplé à l'arbre de direction 2, angle qui dépasse par exemple 500 , ce qui permet un réglage sensible du couple de réaction en fonction de l'angle de braquage du volant, comme dans les exemples de réalisation décrits dans ce qui précède. De plus, le couple de réaction produisible par ce dispositif est de nouveau influençable par un circuit à fluide sous pression,

pour lequel on a prévu, dans le fond du cylindre, un pas-

sage de fluide sous pression 74 qui mène à une chambre de travail 75 délimitée par le cylindre 69 et par le piston 68 intégré à la tige 65. L'application d'une surpression

à cette chambre de travail 75 produit dans ce cas un ac-

croissement du couple de réaction du fait que la force de pression agit dans le même sens que la force du ressort hélicoïdal de compression 71 sur la tige 65. A la place

de l'agencement représenté de la tige de piston 65 trans-

versalement à l'arbre de direction 2, on peut, bien en-

tendu, envisager aussi un positionnement parallèle à cet arbre, auquel cas le mécanisme peut être modifié par exemple par un engrenage conique du type représenté sur

la figure 5.

Les exemples décrits font ressortir que la di-

rection selon l'invention comprend un dispositif de géné-

ration de couple de réaction, pour un dispositif de

Consigne de braquage mécaniquement désaccouplé de l'action-

neur de braquage, par lequel peut être établie une carac-

téristique de couple de réaction avantageuse et qui peut

être logé de façon très compacte sous un faible encombre-

ment dans la zone de l'arbre de direction. Ceci est avan-

tageux par exemple pour les montages réglables de vo-

lants, dans des véhicules automobiles dans lesquels le pivotement de l'arbre de direction s'accompagne aussi du

pivotement de l'ensemble générateur du couple de réac-

tion.

Claims

REVENDICATIONS

1. Direction, en particulier pour un véhicule automobile, comprenant un dispositif pour appliquer un angle de braquage comme valeur de consigne, appelé dispositif de consigne de braquage (1), auquel est coordonné un arbre de direction (2) et qui peut être actionné par un utilisateur, un dispositif d'exécution de la consigne ou instruction de braquage, appelé actionneur de braquage (4 à 6), qui est couplé de façon non-mécanique au dispositif de consigne de braquage, ainsi qu'un dispositif accouplé par l'intermédiaire d'un mécanisme à l'arbre de direction, générant mécaniquement un couple de réaction et possédant au moins un élément (21, 21b) élastiquement déplaçable ou déformable linéairement et accouplé audit mécanisme par l'intermédiaire d'une unité d'entraînement, caractérisée en ce que ledit mécanisme comporte un pignon d'arbre de direction et une crémaillère (18) engrenant avec ce pignon ou couplée d'une autre manière à lui et qui sert de tige de piston pour au moins un piston (19a, 19b) axialement mobile et guidé dans un cylindre (20a, 20b), piston qui, ensemble avec la tige de piston, forme l'unité d'entraînement pour l'accouplement de l'élément ou des éléments élastiquement déplaçable(s) ou déformable(s) linéairement audit mécanisme.

2. Direction selon la revendication 1, caractérisée en outre en ce que le dispositif générant mécaniquement un couple de réaction comprend deux cylindres (20a, 20b) agencés transversalement à l'arbre de direction (2) et dans chacun desquels est mobile et guidé axialement un piston (19a, 19b) s'appuyant sur un ressort hélicoïdal de compression (21a, 21b) coordonné, de même qu'une crémaillère (18) comme tige de piston commune aux deux pistons, le mouvement de la crémaillère entraînant l'un des pistons dans un sens de braquage et entraînant l'autre piston dans l'autre sens de braquage.

3. Direction selon la revendication 1, caracté-

risée en outre en ce que le dispositif générant mécaniquement un couple de réaction comprend un cylindre (38) avec deux pistons (39a, 39b), contre lesquels s'appuie par des extrémités respectives un ressort hélicoïdal de compression (40) interposé, de même qu'une crémaillère (31) comme tige de piston commune aux deux pistons, le mouvement de la crémaillère entraînant l'un des pistons dans un sens de braquage et entraînant

l'autre piston dans l'autre sens de braquage.

4. Direction selon la revendication 3, caracté-

risée en outre en ce que le cylindre (51) et la crémail-

lère (56) sont agencés parallèlement à côté de l'arbre de direction (2) et la crémaillère est couplée à l'arbre de direction par l'intermédiaire d'un engrenage conique (59, ).

5. Direction selon une des revendications 2 à

4, caractérisée en outre en ce qu'un élément de butée à ressort (43, 45) respectif est prévu comme élément de couplage entre la crémaillère (31) et chacun des pistons

(39a, 39b).

6. Direction, en particulier pour un véhicule automobile, comprenant un dispositif pour appliquer un angle de braquage comme valeur de consigne, appelé dispositif de consigne de braquage (1), auquel est coordonné un arbre de direction (2) et qui peut être actionné par un utilisateur, un dispositif d'exécution de la consigne ou instruction de braquage, appelé actionneur de braquage (4 à 6), qui est couplé de façon non- mécanique au dispositif de consigne de braquage, ainsi qu'un dispositif accouplé par l'intermédiaire d'un mécanisme à l'arbre de direction, générant mécaniquement un couple de

réaction et possédant au moins un élément (21, 2lb) élas-

tiquement déplaçable ou déformable linérairement et ac-

couplé audit mécanisme par l'intermédiaire d'une unité d'entraînement, caractérisée en ce que ledit mécanisme

comprend un disque excentré (64) accouplé mobile en rota-

tion, avec démultiplication, à l'arbre de direction (2), contre le pourtour duquel est appliquée une extrémité d'une tige de piston (65) d'un piston (68) axialement mobile et guidé dans un cylindre (69), piston qui, ensemble avec la tige de piston, forme l'unité d'entraînement pour l'accouplement de l'élément (71) ou des éléments élastiquement déplaçable(s) ou déformable(s) linéairement audit mécanisme.

7. Direction selon une des revendications 1 à

6, caractérisée en outre en ce que le piston (39a, 39b) délimite au moins, à l'intérieur du cylindre (8), une chambre de travail (48, 50) susceptible d'être remplie

d'un fluide de pression.

8. Direction selon une des revendications 1 à

7, caractérisée en outre en ce qu'elle comprend en plus

un dispositif générant électriquement un couple de réac-

tion, dispositif qui est accouplé à l'arbre de direction

(2) et possède un moteur (25) qui génère un couple de ré-

action s'ajoutant à celui du dispositif générant mécani-

quement un couple de réaction, de manière que, dans une

plage de faible vitesse, un couple de réaction total es-

sentiellement constant soit établi, indépendamment de la

consigne pour l'angle de braquage et s'opposant au chan-

gement de la consigne pour l'angle de braquage, et que, dans une plage de grande vitesse, un couple de réaction total essentiellement constant soit établi indépendamment de la consigne pour l'angle de braquage et qui agit dans

le sens de l'amenée du volant à sa position médiane.