FR3035057A1

FR3035057A1 - Mecanisme de serrage a cames et colonne de direction associee

Info

Publication number: FR3035057A1
Application number: FR1553331A
Authority: FR
Inventors: Eddy Dupont; Alexandre Sarandao
Original assignee: ZF Systemes de Direction Nacam SAS
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering Vendome SAS
Priority date: 2015-04-15
Filing date: 2015-04-15
Publication date: 2016-10-21
Anticipated expiration: 2035-04-15
Also published as: US20180118249A1; DE112016001764T5; DE112016001764T9; FR3035057B1; WO2016166472A1; CN107624093A

Abstract

Un mécanisme de serrage à cames utilisé pour le blocage dans une position d'une colonne de direction ajustable, comprend une came fixe (52) définissant un plan géométrique de référence (101) du mécanisme de serrage, un organe de mise en tension (16), l'organe de mise en tension étant mobile au moins en translation par rapport à la came fixe parallèlement un axe de serrage (100) perpendiculaire au plan de référence, dans un sens de mise en tension; et une came mobile (54) apte à se déplacer par rapport à la came fixe suivant une trajectoire de déplacement dans un sens de serrage, et interagissant avec la came fixe de manière telle qu'un déplacement de la came mobile suivant la trajectoire de déplacement dans le sens de serrage entraîne une translation de l'organe de mise en tension (16) parallèlement à l'axe de serrage dans le sens de mise en tension. La came mobile (54) et la came fixe (52) sont conformées de telle manière qu'il existe une fonction continue reliant le déplacement de la came mobile dans le sens de serrage à la translation de l'organe de mise en tension parallèlement à l'axe de serrage dans le sens de mise en tension, cette fonction continue ayant une dérivée qui est une fonction non constante décroissante.

Description

1 DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001] L'invention se rapporte à un mécanisme de serrage d'une colonne de direction ajustable, réalisant le maintien de la colonne de direction dans une position choisie par le conducteur.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002] La colonne de direction d'un véhicule peut être réglable en profondeur et/ou en hauteur en fonction du conducteur. Une fois les réglages effectués, la colonne de direction doit être maintenue verrouillées dans la position choisie pour prévenir tout changement de position de la colonne de direction pendant la conduite du véhicule. Un mécanisme de verrouillage, manuel ou motorisé, réalise ce verrouillage et peut cependant facilement et rapidement libérer la colonne de direction pour permettre un nouveau réglage. [0003] Dans le document FR2917362 est décrit un dispositif de serrage électrique d'une colonne de direction réglable en profondeur et/ou en hauteur de véhicule automobile. La colonne de direction comporte un arbre de direction monté tournant autour d'un axe de direction dans un tube-corps et est montée dans un ensemble support comportant un élément support fixe et un élément support mobile. L'élément de support fixe est constitué par deux montants parallèles à un plan vertical de direction passant par l'axe de direction, et une base de raccordement des deux montants. Le tube-corps est disposé dans l'élément support mobile lui même disposé entre les montants de l'élément de support fixe, et est bloqué sur l'élément support fixe en position verrouillée par un système de serrage selon un axe de serrage sensiblement perpendiculaire au plan vertical de direction passant par l'axe de direction. Le système de serrage comporte une tige de serrage s'étendant dans l'axe de serrage, et qui traverse les deux montants de l'élément support fixe. Le dispositif de serrage électrique comporte un ensemble de blocage, appartenant au système de serrage et monté sur la tige de serrage, qui consiste en une came fixe en rotation par rapport à l'axe de serrage, une came mobile en rotation, et au moins un corps roulant disposé entre la came fixe et la came mobile.

Le corps roulant, ou chaque corps roulant, se déplace sur un chemin de roulement fixe aménagé sur la came fixe, et sur un chemin de roulement mobile aménagé sur la 3035057 2 came mobile. Chaque chemin de roulement présente une pente de dégagement du corps roulant par rapport à la came correspondante, de manière qu'en tournant la came mobile par rapport à la came fixe, les deux cames s'écartent ou se rapprochent l'une de l'autre suivant le sens de rotation, afin d'obtenir la position verrouillée ou 5 déverrouillée de la colonne de direction. La pente de dégagement des chemins de roulement a une valeur inférieure à la valeur liée au coefficient de frottement avec le corps roulant. Chaque chemin de roulement forme une courbe qui possède un rayon variable par rapport à l'axe de serrage, de manière qu'en tournant la came mobile par rapport à la came fixe, un ou plusieurs chemins de roulement n'interfèrent 10 jamais avec lui-même ou avec les autres chemins de roulement ; le déplacement axial de la came mobile par rapport à la came fixe est fonction de la rotation de la came mobile, et dépend à chaque instant de la position du corps roulant ou des corps roulants par rapport à l'axe de serrage et de la pente de dégagement des chemins de roulement pour ladite position. 15 [0004] On constate qu'avec un dispositif de ce type, la course entre la position déverrouillée et la position verrouillée débute par un rattrapage des jeux existant entre les pièces constitutives du système. Lorsque tous les jeux ont été rattrapés, débute une phase de déformations progressives et successives des différents éléments intervenant dans le système de serrage, jusqu'à atteindre le serrage 20 souhaité. Le couple moteur nécessaire à l'entraînement de la came mobile augmente fortement durant ces différentes phases, ce qui se traduit par une augmentation de la puissance demandée au moteur. Ces variations de couple et de puissance induisent des variations du niveau de bruit du système et nécessitent également un surdimensionnement du moteur électrique afin d'assurer le serrage effectif du 25 mécanisme de serrage. Il serait naturellement possible de piloter le moteur à couple constant avec une alimentation variable pilotée par un circuit de commande en boucle fermée en fonction d'une consigne de couple, mais ceci induit un surcoût et des contraintes techniques dans la commande du moteur. EXPOSE DE L'INVENTION 30 [0005] L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et à diminuer les variations de couple moteur, ou plus généralement les variations de 3035057 3 la puissance nécessaire pour le serrage d'un mécanisme de serrage du type précédent, pour tendre autant que possible vers un fonctionnement à puissance constante pendant toute la durée de la phase de serrage. [0006] Pour ce faire et réaliser le serrage dans une position d'une colonne de 5 direction ajustable est proposé, selon un premier aspect de l'invention, un mécanisme de serrage à cames comprenant une came fixe définissant un plan géométrique de référence du mécanisme de serrage, un organe de mise en tension mobile au moins en translation par rapport à la came fixe parallèlement à un axe de serrage perpendiculaire au plan de référence dans un sens de mise en tension, et 10 une came mobile apte à se déplacer par rapport à la came fixe suivant une trajectoire de déplacement dans un sens de serrage. La came mobile interagit avec la came fixe de manière telle qu'un déplacement de la came mobile suivant la trajectoire de déplacement dans le sens de serrage entraîne une translation de l'organe de mise en tension parallèlement à l'axe de serrage dans le sens de mise en 15 tension. De manière remarquable, la came mobile et la came fixe sont conformées de telle manière qu'il existe une fonction continue reliant le déplacement de la came mobile dans le sens de serrage à la translation de l'organe de mise en tension parallèlement à l'axe de serrage dans le sens de mise en tension, ayant une dérivée qui est une fonction non constante décroissante. 20 [0007] La dérivée de la fonction continue reliant le déplacement de la came mobile dans le sens de serrage à la translation de l'organe de mise en tension parallèlement à l'axe de serrage dans le sens de mise en tension correspond à un rapport de transmission de l'étage de transmission constitué par les deux cames. En imposant à ce rapport de décroître à mesure que l'on progresse dans le serrage, on 25 permet, pour une puissance disponible donnée, une augmentation de l'effort transmis à l'organe de mise en tension. [0008] De préférence, la trajectoire de déplacement comporte une première partie dans laquelle la dérivée prend des valeurs supérieures à une première valeur seuil donnée, et une deuxième partie dans laquelle la dérivée prend des valeurs 30 inférieures à une deuxième valeur seuil donnée, la première valeur seuil étant supérieure à la deuxième valeur seuil dans un rapport supérieur à 2, et de 3035057 4 préférence supérieur à 4. La première partie de la trajectoire de déplacement peut par exemple correspondre à une phase de rattrapage des jeux du mécanisme, et la deuxième partie de la trajectoire de déplacement peut par exemple correspondre à une phase de déformation d'un ou plusieurs éléments constitutifs du système de 5 colonne de direction dans lequel le mécanisme de serrage est implanté. [0009] Suivant un mode de réalisation, une partie de la trajectoire de déplacement correspond à une dérivée de valeur nulle. Cette partie de la trajectoire est de préférence située, dans le sens de serrage, après la première et la deuxième partie mentionnées ci-dessus, et peut correspondre à une phase de fin de serrage, 10 permettant d'atteindre une position stable. [0010] Le cas échéant, on peut prévoir une partie dite de verrouillage de la trajectoire de déplacement pour laquelle la dérivée prend des valeurs négatives. De préférence la trajectoire de déplacement peut inclure une partie dite de verrouillage comme position de fin de course dans le sens de serrage. Cette partie de la 15 trajectoire peut le cas échéant succéder à une partie de trajectoire à dérivée nulle. [0011] Suivant un mode de réalisation, l'organe de mise en tension comporte une tige de mise en tension, s'étendant parallèlement à l'axe géométrique de référence. [0012] De préférence, le mécanisme de serrage comporte un ou plusieurs corps 20 roulants qui roulent sur des chemins de roulement formés sur la came mobile et la came fixe. Chaque came peut comporter un, ou de préférence plusieurs chemins de roulement. A chaque chemin de roulement de la came mobile et de la came fixe correspond de préférence un seul corps roulant. Les corps roulants peuvent être constitués par des billes, des rouleaux cylindriques ou coniques, des aiguilles ou des 25 tonneaux. Outre leur fonction première de limitation des frottements entre les cames, les corps roulants offrent l'avantage de démultiplier la course angulaire des cames l'une par rapport à l'autre, pour un déplacement donné de l'organe de mise en tension. Suivant un mode de réalisation, un ou plusieurs des chemins de roulement d'au moins une des cames, sont constitués par des gorges de profondeur 30 variant avec une pente non constante. 3035057 5 [0013] Suivant un mode de réalisation, le mécanisme de serrage comporte en outre un actionneur entraînant directement ou indirectement la came mobile suivant la trajectoire de déplacement. De préférence, l'actionneur est un moteur électrique, de préférence un moteur électrique à courant continu alimenté par 5 exemple à tension constante en modulation de largeur d'impulsion, sans faire varier le rapport cyclique. Alternativement, l'actionneur peut être un vérin hydraulique. [0014] Suivant un mode de réalisation, l'actionneur entraîne la came mobile en rotation autour de l'axe de serrage. L'entraînement pourra être direct ou, de préférence, par l'intermédiaire d'un étage de transmission avec ou sans renvoi 10 d'angle, par exemple un système à vis sans fin. [0015] Suivant un autre mode de réalisation, l'actionneur entraîne la came mobile en translation, de préférence perpendiculairement à l'axe de serrage. Dans le cas d'un moteur rotatif, un étage de transformation de mouvement sera prévu entre l'arbre moteur et la came mobile, par exemple un système à pignon et crémaillère. 15 [0016] Suivant un autre aspect de l'invention, ce mécanisme de serrage est intégré à un système de colonne de direction comportant un support fixe et un tube corps de colonne de direction mobile par rapport au support fixe, l'extrémité de l'organe de mise en tension étant solidaire du support fixe dans le sens de mise en tension. 20 [0017] De préférence, la came mobile et la came fixe du mécanisme de serrage sont conformées de telle manière que lorsque l'actionneur entraîne la came mobile à vitesse constante dans le sens de serrage, l'actionneur fournit à la came mobile une puissance mécanique constante, ou variant de moins de 10% sur la trajectoire de déplacement. De préférence, la came mobile et la came fixe sont conformées de telle 25 manière que la trajectoire de déplacement de la came mobile dans le sens de serrage n'engendre pas d'augmentation significative du couple moteur de l'actionneur. [0018] Ce mode de fonctionnement à puissance et couple constant permet de réduire la puissance du moteur nécessaire au serrage final de la colonne de direction et donc de réduire son poids, l'encombrement, et le coût. De plus, en 3035057 6 optimisant le couple de fonctionnement du moteur, on réduit également les nuisances sonores. L'optimisation du couple moteur permet aussi l'optimisation de la vitesse de fonctionnement du mécanisme de serrage. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES 5 [0019] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : la figure 1, une coupe transversale d'une colonne de direction comportant un mécanisme de serrage suivant un premier mode de réalisation de l'invention ; 10 - les figures 2 et 3, des vues isométriques du mécanisme de serrage de colonne de direction de la figure 1; - la figure 4, représentation de la fonction continue reliant le déplacement de l'organe de mise en tension à la tension de serrage ; la figure 5, représentation de la fonction continue reliant le 15 déplacement de la came mobile à la translation de l'organe de mise en tension ; - la figure 6, représentation de la dérivée de la fonction continue de la figure 5 ; - la figure 7, représentation de la courbe couple moteur en fonction de la 20 tension de serrage ; - la figure 8, schéma d'une variante de l'invention présentant un mécanisme de serrage à cames à déplacement linéaire. [0020] Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de référence identiques sur l'ensemble des figures.

25 DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE MODES DE REALISATION [0021] Sur les figures 1 à 3 est illustré un système de colonne de direction comportant: un support fixe 10, un tube corps de colonne de direction 12 inséré 3035057 7 dans un support mobile 14 par rapport au support fixe, un organe de mise en tension 16, un mécanisme de serrage à cames 50 et un actionneur 90, ici représenté par un moteur électrique. [0022] Le support fixe 10 comporte une base 18 et deux flasques verticaux 20, 5 resp. 22, percés chacun par une lumière oblongue 24, resp. 26, dont le grand axe est orienté dans une direction dite de réglage en hauteur de la colonne de direction, en l'occurrence une direction verticale ou proche de la verticale. [0023] L'élément de support mobile 14 est glissé entre les deux flasques 20 et 22 du support fixe 10. Cet élément de support mobile 14 est solidaire du tube corps 10 12 et présente deux parois 32, 34 parallèles aux flasques 20, 22. Chacune des parois 32, resp. 34 est percée par une lumière 28, resp. 30 qui peuvent le cas échéant être des lumières oblongue dont le grand axe est orienté suivant une direction dite de réglage en profondeur de la colonne de direction, perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à la direction de réglage en hauteur définie par les lumières 15 oblongues 24, 26 du support fixe. [0024] L'organe de mise en tension 16 est constitué par une tige équipée d'une bague d'arrêt 35 sertie à l'une de ses extrémités 36, l'autre extrémité 38 étant filetée et équipée d'un écrou 40. La tige de serrage 16 définit un axe géométrique de référence 100, dit dans la suite axe de serrage, et traverse les lumières oblongues 20 24, 26, 28, 30 du support fixe 10 et du support mobile 14. L'écrou 40 vissé à l'extrémité filetée 38 de la tige de serrage 16 vient en appui sur une paroi extérieure du flasque 20 du support fixe 10 de la colonne de direction, le cas échéant par l'intermédiaire d'une rondelle 42 et d'une crémaillère mobile 44 en appui contre une crémaillère fixe 46 solidaire du flasque 20. La tige de serrage 16 est guidée dans 25 les lumières oblongues 24, 26 du support fixe 10 par des coulisseaux 47, 48, qui peuvent glisser sur les parois latérales des lumières oblongues 24, 26 dans la direction de réglage en hauteur, et forment des portées cylindriques dans l'axe de serrage 100 pour le positionnement de la tige. [0025] Les figures 2 et 3 représentent le mécanisme de serrage 50. Celui-ci 30 comprend : une première came, définissant un référentiel 101 du mécanisme de 3035057 8 serrage et qui sera dite dans la suite came fixe 52, une deuxième came, dite dans la suite came mobile 54, et des corps roulants 56, ici des billes, qui roulent sur des chemins de roulement 58, 60 formés sur des faces intérieures 64, 68 en vis-à-vis de la came fixe 52 et de la came mobile 54. 5 [0026] La came fixe 52 est montée coulissante sur la tige de serrage 16 et est pourvue d'un relief 53 encastré dans une cavité conjuguée 61 du coulisseau 47 de manière à être solidaire du coulisseau 47. La came fixe 52 est en appui sur le flasque 22 du support fixe de la colonne de direction, par une face extérieure 62 opposée à la face intérieure 64. La face extérieure 62 est plane et définit le plan géométrique 10 101 de référence du mécanisme de serrage, perpendiculaire à l'axe de serrage 100. [0027] La came mobile 54 est montée coulissante et libre en rotation sur la tige de serrage et comporte une face extérieure 66, opposée à la face intérieure 68 et qui vient directement ou indirectement en appui sur la bague d'arrêt 35 à l'extrémité 36 de la tige de serrage 16. La came mobile 54 forme également une roue dentée 88 qui 15 vient se loger dans un carter 70 de l'actionneur 90. Ce carter 70 est fixé à la came fixe 52 par des vis de fixation 72 et permet de loger, outre le moteur électrique 90 constituant l'actionneur proprement dit, une vis sans fin 92 réalisant avec la roue dentée 68 un étage de transmission intermédiaire à renvoi d'angle 93. Entre la came mobile 54 et la bague d'arrêt 35 sont disposés des corps roulants 74 pour faciliter la 20 rotation de la came mobile 54 autour de l'axe de serrage 100. [0028] Les chemins de roulement 56, 58 sont conformés de telle manière que la rotation de la came mobile par rapport à la came fixe autour de l'axe de serrage dans le sens de serrage provoque une translation de la surface extérieure 66 de la came mobile 54 par rapport à la surface extérieure 62 de la came fixe 52, à partir d'une 25 position initiale de référence correspondant à un écartement minimal entre les surfaces extérieures 62 et 66. [0029] Le mécanisme de serrage est maintenu par la bague d'arrêt 35 et par un ressort de désengagement 96, interposé entre le coulisseau 48 ou le flasque 20 et la crémaillère mobile 44. 3035057 9 [0030] Le mécanisme fonctionne de la manière suivante. Lorsque la came mobile 54 est positionnée dans la position de référence correspondant à un écartement minimal entre les surfaces extérieures 62 et 66, le ressort de rappel 96, en appui contre la bague 42, rappelle l'équipage mobile constitué par la bague d'arrêt 35, la 5 tige de serrage 16 et l'écrou 40 vers la gauche sur la figure 1, dans une position qui tend à rapprocher la came mobile 54 de la came fixe 52, de manière à assurer un contact entre les corps roulants 56 et les chemins de roulement 58, 60. Le ressort de désengagement 96 tend à écarter la crémaillère mobile 44 du coulisseau 48, de sorte que la crémaillère mobile 44 est désengagée de la crémaillère fixe 46. Il est alors 10 possible de déplacer librement et d'un bloc la crémaillère mobile 44, les coulisseaux 47, 48, la tige de serrage 16, les cames fixe 52 et mobile 54 et l'actionneur 90 dans la direction de réglage en hauteur de la colonne de direction, parallèlement au plan vertical défini par les flasques 20, 22. Dans l'hypothèse où le support mobile est également pourvu de lumières oblongues orientées dans la direction de réglage en 15 profondeur, il est également possible de déplacer les mêmes éléments dans la direction de réglage en profondeur, toujours parallèlement au plan vertical défini par les flasques 20, 22. [0031] Une fois le réglage de la position de la colonne de direction effectué, le mécanisme de serrage est activé. L'actionneur 90 entraîne la came mobile 54 en 20 rotation autour de l'axe de serrage 100 dans le sens de serrage. Les corps roulants 56, se déplacent alors sur les chemins de roulement 58 de la came fixe et les chemins de roulement 60 de la came mobile 54. Les surfaces extérieures 62, 66 des cames fixe 52 et mobile 54 s'écartent l'une de l'autre parallèlement à la direction de référence. La tige de serrage 16 suit le mouvement de la came mobile 54, vers la 25 droite sur la figure 1, alors que le ressort de désengagement 96 se bande et que la crémaillère mobile se rapproche de la crémaillère fixe. En poursuivant ce mouvement, les deux crémaillères mobile et fixe s'engagent l'une dans l'autre, et les flasques subissent une sollicitation en flexion et se rapprochent très légèrement l'un de l'autre, Le mécanisme se verrouille lorsque les flasques viennent en appui contre 30 le support mobile. 3035057 10 [0032] Tel que décrit jusqu'ici, ce fonctionnement est commun à l'invention et à l'état de la technique. L'apport de l'invention se situe dans l'optimisation de la dynamique du mouvement de serrage, comme il va être discuté ci-après. [0033] La courbe de la figure 4 exprime la tension dans l'organe de serrage 16 5 (en ordonnées, exprimée en Newtons) en fonction du déplacement de l'organe de serrage 16 parallèlement à l'axe de serrage (en abscisse, exprimé en millimètres). Sur cette courbe, on peut identifier différentes phases de serrage de la colonne de direction dans une position, à savoir au moins une phase de rapprochement et de mise en contact des différents éléments constitutifs du dispositif de réglage de la 10 colonne, dite phase de rattrapage des jeux (A) et de déformation des pièces à raideur faible, suivie d'une phase de déformation élastique (B) des pièces à raideur plus importante. La phase de rattrapage des jeux se caractérise sur la courbe par une pente très faible, car le déplacement de la tige n'engendre que peu ou pas d'effort. La phase de déformation élastique débute lorsque tous les éléments 15 constitutifs du mécanisme de serrage et de la colonne sont en contact, et se caractérise par une pente variable et croissante. En effet, les éléments du dispositif présentent des raideurs différentes et sont disposés en série, de sorte que le déplacement de la tige de serrage 16 provoque dans un premier temps principalement la déformation de l'élément dont la raideur est la moins élevée, puis, 20 lorsque la déformation maximale possible de cet élément est atteinte, celle de l'élément suivant et ainsi de suite par ordre de raideur croissant. On peut également distinguer une phase dite de verrouillage (C), dans laquelle un effort supplémentaire ne se traduit que par un déplacement infinitésimal. [0034] Selon l'invention, on conforme les chemins de roulement 58, 60 des 25 cames 52, 54 ou de l'une d'entre elles en fonction des phases ainsi identifiées, de manière à limiter autant que possible les variations du couple moteur sur l'ensemble de la course de serrage. [0035] La première partie dite de rattrapage des jeux (A) présente une tension assez faible de la tige de serrage, et donc demande une puissance assez faible de 30 l'actionneur ; on peut donc envisager, pour une vitesse de rotation donnée de la came mobile 54, une translation axiale rapide et importante de l'organe de mise en 3035057 11 tension, c'est à dire une pente des chemins de roulement 58, 60 permettant un déplacement rapide et important de l'extrémité extérieure 66 de la came mobile 54. [0036] Dans la seconde partie (B) dite de déformation des flasques 20, 22 du support fixe 10, la vitesse de rotation de la came mobile reste constante, mais la 5 translation résultante de la tige est significativement plus lente que dans la première partie, et même de plus en plus faible dans la troisième partie dite de verrouillage (C), à mesure que l'on atteint le serrage souhaité. [0037] La figure 5 illustre, pour un profil de profondeur des chemins de roulement selon l'invention, la fonction continue reliant le déplacement de 10 l'extrémité 66 de la came mobile 54 en translation parallèlement à l'axe de serrage 100 (en ordonnées, en millimètres), à l'angle de rotation de la came mobile 54 autour de l'axe de serrage 100 (en abscisses, en degrés). Dans la mesure où la came mobile 54 est en appui contre la bague d'arrêt 35 solidaire de la tige de serrage 16, et où la déformation de la tige de serrage est négligeable, ce déplacement 15 correspond au déplacement de la tige de serrage 16 par rapport à la came fixe 52, parallèlement à l'axe de serrage 100. Il correspond également aux variations de profondeur du ou des chemins de roulements 60, 58 des cames mobile 54 et fixe 52 sur lesquelles se déplacent les corps roulants 56 en fonction de l'angle de rotation de la came mobile 54 par rapport à la came fixe 52 autour de l'axe de serrage 100.

20 Comme illustré sur la figure 5, cette fonction continue est croissante, et sa pente est décroissante. Ceci est également particulièrement visible sur la figure 6 qui représente la dérivée de la fonction précédente, c'est-à-dire la pente des chemins de roulement 58, 60 en fonction de l'angle de rotation de la came mobile 54. Cette dérivée est bien une fonction non constante décroissante. 25 [0038] On a également porté sur les figures 5 et 6 les différentes phases de la course de serrage identifiées précédemment. Comme on le voit, on a choisi dans la phase de rattrapage des jeux (A) de conformer les chemins de roulement 58, 60 de façon à ce que la courbe de la figure 6 ait une très forte pente. A titre purement indicatif, on note par exemple qu'une rotation de 50° de la came mobile 54 induit un 30 déplacement de la tige de serrage de 1 mm. Au cours des phases de déformations élastiques (B) le déplacement de la tige de serrage progresse de plus en plus 3035057 12 lentement : une rotation supplémentaire de 50° de la came mobile induit un déplacement de à peine 0,7 mm et ce déplacement décroit au fur et à mesure de la rotation de la came mobile. En fin de course de rotation de la came, entre 350° et 400°, le déplacement de la tige de serrage est de l'ordre de 0,05 mm. Les pentes des 5 chemins de roulement deviennent de plus en plus faible. [0039] La profondeur des chemins de roulement est directement liée à la courbe de la figure 5. En effet, l'axe des ordonnées de la figure 5 peut également être interprété comme la variation de distance entre la face extérieure 66 de la came mobile 54 et la face extérieure 62 de la came fixe 52, pour un angle de rotation 10 donné. Si, par exemple, on souhaite avoir les profondeurs des chemins de roulement 58, 60 évoluant de manière identique sur la came fixe 52 et la came mobile 54, la variation de distance entre la face extérieure 66 de la came mobile 54 et la face extérieure 62 de la came fixe 52 correspond au double de la variation de profondeur des chemins de roulement 58, resp. 60 de chaque came par rapport à la face 15 extérieure 62, resp. 66 correspondante. Si l'on souhaite par contre que l'une des cames, par exemple la came fixe 52, ait un chemin de roulement 58 dont la profondeur ne varie pas par rapport à la face extérieure 62 de la came fixe 52, alors la variation de distance de la figure 6 correspond à la variation de profondeur du chemin de roulement 60 de la came mobile 54 par rapport à la face extérieure 66 de 20 la came mobile 54. [0040] L'effet résultant sur le couple moteur est illustré sur la figure 7, qui montre la variation du couple moteur (en ordonnées, en Nm) en fonction de la tension de serrage (en abscisses, en Newtons) pour un mécanisme de serrage à cames dont les chemins de roulement sont configurés selon l'invention. La courbe 25 présente un aspect assez plat, et les différentes phases de la course de serrage précédemment identifiées sont difficilement repérables, ce qui indique que le couple moteur reste pratiquement constant sur toute la course de serrage de la colonne de direction avec le mécanisme de serrage selon l'invention. [0041] Dans une variante de l'invention, représentée schématiquement figure 8, 30 l'actionneur 90 entraîne la came mobile 54 en translation perpendiculairement à l'axe de serrage 100, par l'intermédiaire d'un étage de transformation de 3035057 13 mouvement à crémaillère 93 et d'une butée à aiguilles 193. La came mobile 54 est en appui contre une bague d'arrêt 35 solidaire de la tige de serrage 16, et maintenue plaquée contre la came fixe 52 par un ressort de rappel 96. Le déplacement de la came mobile 54 a une composante de translation perpendiculairement à l'axe de 5 serrage 100 et une composante de translation parallèlement à l'axe de serrage 100, et s'accompagne d'un déplacement de la tige de serrage 16 d'une valeur équivalente à la variation de distance entre les surfaces extérieures 66, 62 des cames mobile 54 et fixe 52. De même que précédemment, une came seule peut avoir un profil équivalent au déplacement voulu ; ou encore, les deux cames 52, 54 peuvent avoir 10 des profils très différents mais toujours complémentaires quant au déplacement résultant. [0042] D'autres variantes sont possibles. En particulier, le déplacement en translation selon l'axe de serrage 100 dans le sens de serrage de l'organe de mise en tension 16 peut être entièrement porté par les caractéristiques des chemins de 15 roulement d'une seule des deux came fixe 52 ou mobile 54. Mais aussi, les pentes des chemins de roulement 58, 60 de la came fixe 52 ou de la came mobile 54 peuvent ne pas nécessairement être symétriques ou équivalentes, pour autant qu'elles soient complémentaires afin d'obtenir le déplacement de l'organe de serrage correspondant à la course de serrage souhaitée. 20 [0043] Les chemins de roulement sur lesquels se déplacent les corps roulants peuvent avoir autant de portions avec des pentes différentes que nécessaire au serrage de la colonne de direction dans une position choisie. On peut également envisager des portions planes, sans modifications de la profondeur des chemins de roulement, qui indiquerait une phase de la course serrage dite de stabilisation, ou 25 encore des portions où la profondeur des chemins de roulement s'accroit, phase de la course de serrage dite d'inversion. [0044] Les chemins de roulement peuvent prendre toutes les formes : circulaire ou elliptique, ils peuvent évoluer dans le sens de serrage, dans le sens horaire ou antihoraire ; ils peuvent évoluer du centre de la came vers l'extérieur ou vice versa.

30 Le nombre de chemins de roulement portés sur les cames n'est pas limité. Idéalement, trois chemins de roulement garantissent une surface plane, mais leur 3035057 14 nombre peut être supérieur à trois pour réduire les pressions de contact ou inférieur à trois pour limiter les frottements entre les différents éléments. Les corps roulants, maintenus dans des cages, peuvent être des billes, ou de toutes autres formes, rouleaux, aiguilles... 5 [0045] Il est également possible de prévoir un contact glissant plutôt que roulant entre came mobile 54 et came fixe 52, par exemple avec interposition de patins glissant sur des pistes de glissement dont la hauteur varie de manière à réaliser la fonction de serrage souhaitée. [0046] L'étage de transmission 93 entre actionneur et came mobile 54 n'est pas 10 nécessairement à renvoi d'angle. Il peut s'agir d'une transmission à engrenages parallèles destinée à offrir un rapport de démultiplication souhaité entre actionneur 90 et came mobile 54. Cet étage peut être totalement omis. L'actionneur peut être purement linéaire, et être constitué par exemple par un vérin. Si ce vérin est destiné à entraîner une came mobile tournante 54 comme dans le mode de réalisation des 15 figures 1 à 3, un étage de transmission est interposé pour transformer le mouvement linéaire de l'actionneur en mouvement de rotation de la came mobile, par exemple un étage de transmission à crémaillère. [0047] Naturellement, les exemples représentés sur les figures et discutés ci- dessus ne sont donnés qu'à titre illustratif et non limitatif. Il est explicitement prévu 20 que l'on puisse combiner entre eux les différents modes de réalisation illustrés pour en proposer d'autres.

Claims

REVENDICATIONS1. Mécanisme de serrage à cames pour le blocage dans une position d'une colonne de direction ajustable, comprenant une came fixe (52) définissant un plan géométrique de référence (101) du mécanisme de serrage, un organe de mise en tension (16), l'organe de mise en tension étant mobile au moins en translation par rapport à la came fixe parallèlement un axe de serrage (100) perpendiculaire au plan de référence, dans un sens de mise en tension; une came mobile (54) apte à se déplacer par rapport à la came fixe suivant une trajectoire de déplacement dans un sens de serrage, et interagissant avec la came fixe de manière telle qu'un déplacement de la came mobile suivant la trajectoire de déplacement dans le sens de serrage entraîne une translation de l'organe de mise en tension (16) parallèlement à l'axe de serrage dans le sens de mise en tension, caractérisé en ce que la came mobile (54) et la came fixe (52) sont conformées de telle manière qu'il existe une fonction continue reliant le déplacement de la came mobile dans le sens de serrage à la translation de l'organe de mise en tension parallèlement à l'axe de serrage dans le sens de mise en tension, ayant une dérivée qui est une fonction non constante décroissante.
2. Mécanisme de serrage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la trajectoire de déplacement comporte une première partie dans laquelle la dérivée prend des valeurs supérieures à une première valeur seuil donnée, et une deuxième partie dans laquelle la dérivée prend des valeurs inférieures à une deuxième valeur seuil donnée, la première valeur seuil étant supérieure à la deuxième valeur seuil dans un rapport supérieur à 2, et de préférence supérieur à 4.
3. Mécanisme de serrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans une partie de la trajectoire de déplacement la dérivée a une valeur nulle. 3035057 16
4. Mécanisme de serrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans une partie dite de verrouillage de la trajectoire de déplacement la dérivée a des valeurs négatives. 5
5. Mécanisme de serrage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la partie dite de verrouillage peut être une position de fin de course dans le sens de serrage. 10
6. Mécanisme de serrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de mise en tension comporte une tige de mise en tension (16), s'étendant parallèlement à l'axe de serrage.
7. Mécanisme de serrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, 15 caractérisé en ce qu'il comporte un ou plusieurs corps roulants (56) qui roulent sur des chemins de roulement (60), (58) formés sur la came mobile (54) et la came fixe (52).
8. Mécanisme de serrage selon la revendication 7, caractérisé en ce que le ou les 20 chemins de roulement (58) ou (60) d'au moins une des deux cames (52) ou (54), ont une ou des profondeur variant avec une ou des pente non constante.
9. Mécanisme de serrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un actionneur (90) entraînant 25 directement ou indirectement la came mobile (54) suivant la trajectoire de déplacement.
10. Mécanisme de serrage selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'actionneur est un moteur électrique, de préférence un moteur électrique 30 alimenté à tension constante. 3035057 17
11. Mécanisme de serrage selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce que l'actionneur entraîne la came mobile en rotation autour de l'axe de serrage. 5
12. Mécanisme de serrage selon la revendication 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce que l'actionneur entraîne la came mobile en translation, de préférence perpendiculairement à l'axe de serrage.
13. Système de colonne de direction comportant: 10 un support fixe (10) ; un tube corps de colonne de direction (12) mobile par rapport au support fixe ; caractérisé en ce qu'il comporte en outre un mécanisme de serrage (50) selon l'une quelconque des revendication précédentes, une extrémité de l'organe de 15 mise en tension (16) étant solidaire du support fixe (10) dans le sens de mise en tension.
14. Système de colonne de direction selon la revendication 13 et l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que la came mobile et la came fixe 20 sont conformées de telle manière que lorsque l'actionneur entraîne la came mobile à vitesse constante dans le sens de serrage, l'actionneur fournit à la came mobile une puissance mécanique constante, ou variant de moins de 10% sur la trajectoire de déplacement. 25
15. Système de colonne de direction selon l'une quelconque des revendications 13 ou 14 et l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que la came mobile et la came fixe sont conformées de telle manière que la trajectoire de déplacement de la came mobile dans le sens de serrage n'engendre pas d'augmentation significative du couple moteur de l'actionneur. 30