FR3141223A1 - Couplage mecanique en rotation a capacite de blocage unilateral - Google Patents

Couplage mecanique en rotation a capacite de blocage unilateral Download PDF

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rotation
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Laurent Fevre
Eddy DuPont
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Robert Bosch Automotive Steering Vendome SAS
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Abstract

La présente invention a pour objet un dispositif de couplage mécanique pour accoupler sélectivement en rotation un premier arbre avec un second arbre. Ce dispositif de couplage comprend - un premier organe rotatif qui est destiné à être solidaire en rotation du premier arbre ; - un deuxième organe rotatif qui est destiné à être solidaire en rotation du second arbre, - une bague fixe en rotation et qui entoure le premier organe et le deuxième organe le long d’une portion de chevauchement au niveau de laquelle ces premier et deuxième organes se chevauchent ; - un ensemble de blocage d’une mise en rotation du premier arbre par le second arbre, comprenant une rainure délimitée par la bague, ainsi qu’un élément élastique et un élément de roulement qui sont encapsulés dans la rainure ; dans lequel l’élément de roulement est maintenu dans une position coincée dans la rainure en étant pressé par l’élément élastique vers une ouverture de la rainure à section plus petite que la dimension correspondante de l’élément de roulement ; et dans lequel le premier organe comporte une portion de déblocage pour autoriser une mise en rotation du deuxième arbre par le premier arbre, cette portion de déblocage s’étendant en vis-à-vis de l’ouverture de rainure pour être apte à venir en appui contre l’élément de roulement pour le dégager de sa position coincée.

Description

COUPLAGE MECANIQUE EN ROTATION A CAPACITE DE BLOCAGE UNILATERAL DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention se rapporte au domaine général de la transmission de puissance mécanique, et plus particulièrement à un dispositif d’accouplement entre un premier et un deuxième éléments tournants concentriques, par exemple des extrémités d’arbres, qui autorise une mise en rotation d’un deuxième élément par le premier élément tout en bloquant une mise en rotation du premier élément par le deuxième élément.
Le dispositif peut être utilisé judicieusement pour équiper un actionneur électromécanique de déplacement d’un bras d’ensemble de colonne de direction à convertisseur de mouvement de type vis-écrou réversible, mais l’invention n’est pas limitée à cette application particulière.
ARRIERE-PLAN TECHNIQUE
La colonne de direction est l’un des éléments qui composent le système de direction d’un véhicule. Présente sur tous les véhicules, elle permet la communication entre le volant et les roues.
De manière connue, la colonne de direction comporte un support fixe monté rigidement sur un élément de superstructure du véhicule, comme le châssis, et un arbre de direction qui porte le volant en prolongeant le support fixe dans l’habitacle du véhicule, vers le siège sur lequel le conducteur s’installe.
En pratique, l’espace entre le volant et le siège doit être assez important pour permettre une installation aisée du conducteur sur le siège, sans nécessiter de se contorsionner pour y parvenir. Cette particularité est le plus souvent contradictoire avec la position de conduite, pour laquelle l’espace mesuré entre le volant et le siège est plutôt restreint pour assurer au conducteur une prise en main du volant confortable et sécuritaire.
Pour résoudre ce problème, il a été proposé de rendre l’arbre de direction à capacité de rétraction/déploiement au juste besoin.
Avec cette solution, le volant devient déplaçable entre une position rétractée où le volant est assez éloigné du siège pour ne pas gêner une installation du conducteur, et une position déployée dans laquelle cet espace siège-volant est réduit pour garantir une prise en main confortable du volant. A noter que cette solution est particulièrement intéressante pour équiper un véhicule autonome, dans lequel une position rétractée du volant peut être adoptée à des fins de confort dans une situation de roulage du véhicule ne nécessitant pas un contrôle manuel de trajectoire.
Afin de piloter l’avancement de l’arbre de direction, il a été proposé un actionnement électromécanique, permettant le déplacement du volant sans intervention du conducteur. De manière classique, l’actionnement électromécanique fait intervenir un moteur électrique et un système vis-écrou dont la vis est entraînée en rotation pour déplacer l’écrou et dont la position de l’écrou conditionne l’avancement de l’arbre de direction.
En règle générale, il est imposé un caractère irréversible au système vis-écrou, autorisant un déplacement de l’écrou le long de la vis en réponse seulement à une rotation de celle-ci par le moteur électrique, interdisant ainsi un déplacement spontané de l’écrou. Cette particularité permet d’éviter que le volant puisse être déplacé de manière inopiné sous l’effet d’un effort exercé sur le volant par le conducteur, ce qui n’est pas admis pour garantir la maitrise du véhicule.
La nature irréversible du système vis-écrou impose néanmoins une limitation de la vitesse de déplacement de l’écrou le long de la vis, ce qui correspond à un plafonnement de la vitesse de réglage du volant.
Pour répondre aux exigences des usagers en matière de confort, l’invention a pour but de proposer une solution permettant l’emploi en sécurité d’un système vis-écrou réversible, permettant de réduire le temps d’attente associé au réglage du volant.
À cet effet, l’invention a pour objet un dispositif de couplage mécanique pour accoupler sélectivement en rotation un premier arbre avec un second arbre de manière à la fois à autoriser une mise en rotation du second arbre par le premier arbre et bloquer une mise en rotation du premier arbre par le second arbre, ce dispositif de couplage comprenant :
- un premier organe rotatif qui est destiné à être solidaire en rotation ou former un élément constitutif du premier arbre ;
- un deuxième organe rotatif qui est destiné à être solidaire en rotation ou former un élément constitutif du second arbre, ce deuxième organe s’étendant de manière concentrique avec le premier organe le long d’un axe longitudinal ;
- une bague fixe en rotation et qui entoure, radialement par rapport à l’axe longitudinal, le premier organe et le deuxième organe le long d’une portion de chevauchement au niveau de laquelle ces premier et deuxième organes se chevauchent longitudinalement ;
- un premier ensemble de blocage d’une mise en rotation du premier arbre par le second arbre suivant un premier sens de rotation, ce premier ensemble de blocage comprenant une première rainure, ainsi qu’un premier élément élastique et un premier élément de roulement, qui sont encapsulés dans la première rainure, dont :
-- la première rainure s’étend suivant une direction circonférentielle, définie comme une direction de giration autour de l’axe longitudinal, en étant bornée entre une paroi de fond de rainure formée par le deuxième organe et une ouverture de rainure, le premier sens de rotation étant défini comme le sens allant de l’ouverture de rainure vers le fond de rainure ;
-- la première rainure est délimitée radialement par une piste formée par le deuxième organe et par une paroi interne cylindrique de la bague en vis-à-vis de cette surface de piste, la piste étant conformée de sorte que l’étendue radiale de rainure diminue à mesure de s’approcher de l’ouverture de rainure suivant la direction circonférentielle, de manière que l’élément de roulement ne peut pas se dégager de la rainure au travers de l’ouverture de rainure ;
-- le premier élément élastique est installé entre la paroi de fond de rainure et le premier élément de roulement, ce premier élément élastique écartant passivement sous sollicitation élastique le premier élément de roulement de la paroi de fond de rainure pour le presser vers l’ouverture de rainure jusqu’au maintien en position coincée de ce premier élément de roulement entre la piste et la paroi interne de bague ;
dans lequel le premier organe comporte une portion de déblocage pour autoriser une mise en rotation du deuxième arbre par le premier arbre suivant le premier sens de rotation, cette portion de déblocage s’étendant en vis-à-vis suivant la direction circonférentielle de l’ouverture de rainure pour être apte à venir en appui contre le premier élément de roulement et le presser vers le fond de rainure en cas d’une rotation du premier organe à la fois dans le premier sens de rotation, opposé au sens de sollicitation du premier élément élastique, et avec un couple suffisant pour surpasser la sollicitation de ce premier élément élastique et dégager le premier élément de roulement de la position coincée.
L’invention concerne également un dispositif de couplage mécanique ainsi défini, comprenant un deuxième ensemble de blocage d’une mise en rotation du premier arbre par le second arbre suivant un deuxième sens de rotation, opposé au premier sens de rotation, ce deuxième ensemble de blocage comportant une deuxième rainure définie entre la bague et les premier et deuxième organes, ainsi qu’un deuxième élément élastique et un deuxième élément de roulement, qui sont encapsulés dans la deuxième rainure, dont :
- la deuxième rainure qui s’étend suivant la direction circonférentielle en étant bornée entre une paroi de fond de rainure respective formée par le deuxième organe et une ouverture de rainure respective, cette deuxième rainure étant orientée de sorte que le sens allant de l’ouverture de deuxième rainure vers la paroi de fond de deuxième rainure correspond au deuxième sens de rotation.
- la deuxième rainure est délimitée radialement par une piste formée par le deuxième organe et par la paroi interne cylindrique de la bague en vis-à-vis de cette piste, la piste étant conformée de sorte que l’étendue radiale de la deuxième rainure diminue à mesure de s’approcher de l’ouverture de deuxième rainure suivant la direction circonférentielle, de manière que le deuxième élément de roulement ne peut pas se dégager de la deuxième rainure au travers de l’ouverture de cette rainure ;
- le deuxième élément élastique est installé entre la paroi de fond de deuxième rainure et le deuxième élément de roulement, ce deuxième élément élastique écartant passivement le deuxième élément de roulement de la paroi de fond de deuxième rainure pour le presser vers l’ouverture de deuxième rainure jusqu’au maintien en position coincée de ce deuxième élément de roulement entre la piste et la paroi interne de bague ;
et dans lequel le premier organe comporte une deuxième portion de déblocage pour autoriser une mise en rotation du deuxième arbre par le premier arbre suivant le deuxième sens de rotation, cette deuxième portion de déblocage s’étendant en vis-à-vis suivant la direction circonférentielle de l’ouverture de deuxième rainure pour être apte à venir en appui contre le deuxième élément de roulement et le presser vers la paroi de fond de deuxième rainure en cas d’une rotation du premier organe à la fois dans le deuxième sens de rotation, opposé au sens de sollicitation du deuxième élément élastique, et avec un couple suffisant pour surpasser la sollicitation de ce deuxième élément élastique et dégager le deuxième élément de roulement de la position coincée.
L’invention concerne également un dispositif de couplage mécanique ainsi défini, dans lequel la mise en rotation du deuxième arbre par le premier arbre suivant le sens de rotation bloqué par l’ensemble de blocage correspondant, est assuré par une première surface d’appui du premier organe qui vient en appui contre une surface d’appui du deuxième organe lorsque l’élément de roulement est dégagé de la position coincée par la portion de déblocage, ces première et deuxième surfaces d’appui étant au moins partiellement superposables dans la direction circonférentielle.
L’invention concerne également un dispositif de couplage mécanique ainsi défini, dans lequel la mise en rotation du deuxième arbre par le premier arbre suivant le sens de rotation bloqué par l’ensemble de blocage correspondant, est assuré par l’élément de roulement et l’élément élastique correspondant qui forment interface de contact entre la portion de déblocage du premier organe et la paroi de fond de rainure de l’ensemble de blocage.
L’invention concerne également un ensemble de colonne de direction pour un système de direction d’un véhicule, par exemple d’une automobile, comportant :
- un corps de colonne prévu pour être monté fixement sur une structure de véhicule ;
- un bras porté par le corps de colonne en s’étendant suivant une direction longitudinale, ce bras étant au moins partiellement emboité dans le corps de colonne et étant déplaçable en translation longitudinale par rapport au corps de colonne ;
- un actionneur électromécanique pour déplacer en translation longitudinale le bras, cet actionneur électronique comprenant :
-- un moteur électrique d’entraînement en rotation ;
-- un convertisseur de mouvement de type vis-écrou qui convertit une rotation fournie par le moteur électrique en une translation du bras, ce convertisseur de mouvement comprenant une tige filetée fixe en translation par rapport au corps de colonne et un écrou fixe en rotation et solidaire en translation suivant la direction longitudinale au bras ;
-- un dispositif de couplage mécanique en rotation ainsi défini, pour coupler en rotation la tige filetée avec un arbre de transmission entraîné en rotation en sortie du moteur électrique.
L’invention concerne également un ensemble de colonne de direction ainsi défini, dans lequel le dispositif de couplage mécanique en rotation fait partie intégrante d’un mécanisme d’entraînement qui est logé dans un boitier fixé au corps de colonne et par le biais duquel une rotation fournie par le moteur électrique est transmise à la tige filetée, ce mécanisme d’entraînement comprenant l’arbre de transmission qui est entraîné par le moteur électrique, le premier organe comportant un pignon s’étendant hors de la portion de chevauchement, ce pignon présentant une denture qui coopère avec une denture de l’arbre de transmission.
L’invention concerne également un ensemble de colonne de direction ainsi défini, dans lequel la bague est formée par le boitier.
L’invention concerne également un ensemble de colonne de direction ainsi défini, dans lequel la bague est rapportée au boitier.
L’invention concerne également un ensemble de colonne de direction ainsi défini, dans lequel le ou les élément(s) de roulement sont des rouleaux.
L’invention concerne également un ensemble de colonne de direction ainsi défini, dans lequel le ou les élément(s) élastiques sont formés d’un feuillard métallique.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
est une vue en perspective d’un ensemble de colonne de direction selon un mode de réalisation de l’invention, comprenant un bâti, un bras mobile en translation par rapport au bâti, et un actionneur électromécanique de déplacement du bras.
est une vue de détail d’un ensemble moto-réducteur de l’actionneur électromécanique de la .
est une première vue éclatée d’une partie du moto-réducteur de la , qui illustre en particulier un dispositif de couplage mécanique 38.
est une deuxième vue éclatée d’une partie du moto-réducteur de la , selon un point de vue différent de celui de la .
est une vue en section suivant le plan de couple A-A de la d’une portion de chevauchement du dispositif de couplage mécanique selon l’invention.
est une vue de détail de la .
est vue en section du dispositif de couplage mécanique correspondante à celle de la , et qui illustre une dynamique de blocage en rotation.
est vue en section du dispositif de couplage mécanique correspondante à celle de la , et qui illustre une dynamique de couplage en rotation.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Dans la description qui va suivre, des éléments identiques, similaires ou analogues seront désignés par les mêmes chiffres de référence.
En référence à la , il est représenté un ensemble de colonne de direction 10 pour un système de direction de véhicule. Cet ensemble 10 comporte un bâti 12 destiné à être fixé rigidement à un élément de la superstructure d’un véhicule, comme un châssis, un corps de colonne 14 porté par le bâti 12, et un bras 16 qui est porté par le corps de colonne 14. Le bras 16 entoure un arbre de direction 18 qui est prévu pour porter un volant du véhicule, non représenté.
L’arbre de direction 18 s’étend suivant un axe AX d’orientation longitudinale. Cet arbre de direction 18 s’étend le long du bras 16, d’étendue également longitudinale, et est prévu pour être lié en rotation au volant, en accouplement rigide. Plus spécifiquement, cet arbre de direction 18 comporte une extrémité libre 20 qui dépasse longitudinalement du bras 16 pour recevoir par emmanchement le volant de véhicule.
Dans l’exemple de la , l’extrémité libre 20 présente un contour globalement circulaire en section longitudinale et définit une mortaise prévue pour recevoir une saillie, formant un tenon, qui est formée sur l’empreinte correspondante du volant. Il est à noter cependant que tout autre type de forme peut être retenu en vue de correspondre au négatif de l’empreinte qui est formée au niveau du volant et dans laquelle l’extrémité libre 20 s’engage. Par exemple, cette extrémité libre 20 peut comporter des cannelures externes qui coopèrent avec des cannelures internes formées au niveau de l’emprunte correspondante du volant pour garantir un couplage en rotation.
Dans le cadre de l’invention, l’ensemble de colonne 10 est prévu pour permettre un réglage en position longitudinale du volant dans l’habitacle du véhicule qui en équipé.
A cet égard, le bras 16 est monté sur le corps de colonne 14 en présentant une capacité de déplacement longitudinal. En détail, le bras 16 et le corps de colonne 14 sont conformés pour autoriser un déplacement relatif suivant la direction longitudinale, ce qui correspond en pratique à un déplacement du bras 16 par rapport au corps de colonne 14, étant donné que le corps de colonne 14 est solidaire longitudinalement au bâti 2 qui est fixe une fois installé dans le véhicule. A noter que le corps de colonne 14 peut être monté à pivotement par rapport au bâti 12, pour complémentairement autoriser un réglage en hauteur du volant dans l’habitacle, mais conserve toujours un rattachement longitudinal au bâti 12.
Dans l’exemple de la , le corps de colonne 14 présente un alésage 22 dans lequel est monté en coulissement le bras 16 pour autoriser le déplacement longitudinal du bras 16.
Complémentairement, l’arbre de direction 18 est lié en translation avec le bras 16 de manière à être emporté par le bras 16 dans son déplacement longitudinal. Entendu que l’arbre de direction 18 à la fois porte le volant et est solidaire en translation du déplacement du bras 16, il est compris que le positionnement relatif du bras 16 par rapport au corps de colonne 14 conditionne la position du volant dans l’habitacle du véhicule.
En pratique, le bras 16 agit comme un muscle : son actionnement conduit à modifier l’étendue longitudinale de l’arbre de direction 18 et, par voie de conséquence, conduit au déplacement du volant qui est solidaire de l’arbre de direction 18.
Avantageusement l’arbre de direction 18 est de nature télescopique le long de son étendue dans le bras 16 pour conserver son aptitude à transmettre une rotation du volant tout en conservant un degré de liberté en translation.
Le déplacement du bras 16 relativement au corps de colonne 14 est assuré par un actionneur électromécanique 24 de réglage. Cet actionneur électromécanique 24 comprend un moteur électrique 26 qui entraîne en translation le bras 16 par l’intermédiaire d’un mécanisme d’entrainement 28.
Ce mécanisme d’entraînement 28 comporte notamment un convertisseur de mouvement 30 de type vis-écrou qui convertit une rotation fournie par le moteur électrique 26 en une translation du bras 16. Le convertisseur de mouvement 30 comporte une tige filetée 31 et un écrou 32 porté par la tige filetée. L’écrou 32 et la tige filetée 31 présentent respectivement des filetages externe et interne qui coopèrent ensemble.
Selon le mode de réalisation illustré à la , la tige filetée 31 est fixe en translation par rapport au corps de colonne 14 et mobile en rotation le long de son axe de tige AX1. L’axe de tige AX1 est sensiblement parallèle à l’axe AX d’orientation longitudinale qui est confondu avec l’axe de révolution du bras 16 se présentant, dans cet exemple, sous la forme d’un tube. En pratique, il peut exister un faible écart angulaire entre les axes AX1 et AX sans que cela ne soit impactant pour le bon fonctionnement de l’actionneur électromécanique 24.
La tige filetée 31 est montée sur le corps de colonne 14 en ayant une première extrémité 31a libre, et une deuxième extrémité 31b au niveau de laquelle cette tige est bloquée en translation.
Complémentairement, l’écrou 32 est solidaire en translation du bras 16 en étant rattaché à celui-ci fixement, et bloqué en rotation autour de la tige filetée 31. Cet écrou 32 s’étend suivant une direction radiale AY1 autour de la tige filetée 31, cette direction radiale AY1 étant définie comme une direction qui croise orthogonalement l’axe AX1 de tige.
Dans l’exemple de la , étant donné que l’axe AX1 de la tige filetée 31 n’est pas confondu avec l’axe AX de révolution du bras 16, il s’ensuit qu’une rotation de l’écrou 32 n’est pas rendue possible. Cet aspect conduit nécessairement au déplacement longitudinal, le long de la tige filetée 31, de l’écrou 32 en cas de rotation de cette tige filetée 31. Néanmoins l’ensemble de colonne de direction 10 selon l’invention n’est pas limité à cette disposition particulière de la tige filetée 31. Il est permis un agencement différent de tige filetée 31 dès lors qu’il est satisfait les deux conditions :
- l’écrou 32 est solidaire en translation du bras 16 ; et
- la tige filetée 31, qui porte l’écrou 32, est solidaire longitudinalement avec le corps de colonne 14.
A titre d’exemple non limitatif, il peut être prévu que l’écrou 32 soit bloqué en rotation le long de la tige filetée 31 par un organe de blocage spécifiquement dédié.
En considérant l’ensemble 10 de colonne de direction installé dans le véhicule, le moteur électrique 26 est activé, durant une étape de réglage en position longitudinale du volant, pour entraîner en rotation la tige filetée 31. En réponse, l’écrou 32 se meut le long de la tige filetée 31 et emporte le bras 16, auquel il est fixé, dans son déplacement longitudinal. Selon le sens du filetage de la tige filetée 31, et corolairement au filetage de l’écrou, une rotation de cette tige filetée par le moteur électrique26 entraîne une translation du bras 16 :
- soit dans un sens dit de déploiement, noté S1, qui rapproche le volant d’un siège conducteur du véhicule ;
- soit dans un sens dit de rétractation, noté S2, qui éloigne le volant du siège conducteur.
Dans le cadre de l’invention, le convertisseur de mouvement 30 est de nature réversible pour autoriser une vitesse accrue de déplacement de l’écrou 32 le long de la tige filetée à iso-puissance de moteur électrique 26, et donc une vitesse de réglage en position longitudinale du volant plus rapide. Cet attribut réversible du convertisseur de mouvement 30 correspond à la capacité pour la tige filetée 31 de tourner pour emporter en translation l’écrou 32, mais également à l’inverse de déplacer longitudinalement l’écrou 32 pour faire tourner la tige filetée 31 en réponse.
Néanmoins, un déplacement inopiné en translation de l’écrou 32, à savoir hors d’une phase de réglage, n’est pas souhaité. En effet, lorsque le moteur électrique 26 est au repos, i.e. lorsque le réglage n’est pas activé, un maintien en position du volant doit être garanti. Un effort exercé par le conducteur sur le volant en situation de conduite ne doit pas avoir pour effet de conduire à un déplacement du volant par le biais de l’actionneur électromécanique de réglage 24.
L’idée à la base de l’invention repose ainsi sur la volonté de bloquer en rotation la tige filetée 31 en dehors d’une phase de réglage par le moteur 26, ce qui a pour effet d’interdire un déplacement longitudinal de l’écrou 32. L’écrou 32 étant bloqué durant une phase de non-réglage, il s’ensuit un blocage en position du bras 16 et, par voie de conséquence, un blocage en position du volant dont la position est conditionnée par celle du bras 16.
A cet égard, la particularité majeure de l’invention réside dans le mécanisme d’entraînement 28 qui comporte un dispositif de couplage mécanique 38 pour à la fois autoriser une mise en rotation de la tige filetée par le moteur électrique et bloquer une rotation de cette tige par l’écrou
Comme visible en détail sur la , le mécanisme d’entraînement 28 se présente sous la forme d’un réducteur à renvoi d’angle intégré dans un boitier 40 qui est fixé au corps de colonne 14 Le boitier 40 comporte à cette fin des trous de fixation repérés par 41. Aussi, le moteur électrique 26 est fixé au boitier 40, par l’intermédiaire duquel le montage de ce moteur électrique 26 au corps de colonne 14 est assuré. L’association du moteur électrique 26 et mécanisme d’entraînement 28 forme un groupe dit moto-réducteur.
Le mécanisme d’entraînement 28 comporte un arbre de transmission 42 qui est accouplé à un axe de sortie moteur, non visible. L’arbre de transmission 42 se présente sous la forme d’une vis sans fin et s’étend suivant une direction orthogonale à la direction longitudinale. Une rotation de l’arbre d’entraînement par le moteur est transmise à la tige filetée 31 par l’intermédiaire du dispositif de couplage mécanique 38 qui forme une interface entre ces deux éléments.
En référence aux figures 2, 3A et 3B, ce dispositif de couplage mécanique 38 se présente sous la forme de l’association d’une bague 44, d’un premier organe de transmission 46, d’un deuxième organe de transmission 48, d’un couple d’éléments de roulement 50 et d’un couple d’éléments élastiques 52.
Dans la suite, ces éléments seront décrits en correspondance avec la tige filetée 31 et l’arbre de transmission 42, attendu que leur dimensions et orientations sont définies par rapport à leur emplacement de destination, à l’interface entre cette tige filetée 31 et l’arbre de transmission 42.
Le premier organe 46 se présente sous la forme d’un ensemble formé de l’association rigide entre un pignon 54 et une languette 56, assemblés ensemble ou formés d’un seul tenant. Le pignon 54 est disposé de manière concentrique avec la tige filetée 31, selon AX1. Il comporte une denture externe conformée pour coopérer avec l’arbre de transmission 42. Dans l’exemple des figures, l’arbre de transmission 42 et le pignon 54 sont des engrenages gauches à denture hélicoïdale générant un rapport de réduction. Ce pignon 54 présente en son centre un orifice traversant délimitant une paroi interne cylindrique 54a d’axe longitudinal. Il est en outre délimité longitudinalement par deux parois latérales 54b, normales à la direction longitudinale. Ces parois latérales 54b peuvent chacune correspondre à un disque ou une surface formant le négatif du contour de la denture du pignon 54. Ces parois latérales 54b sont bordées radialement par le contour radial extérieur du pignon 54, correspondant à la denture, et par le contour intérieur défini par la paroi interne cylindrique. La languette 56 se présente sous la forme d’un tronçon de cylindre. Elle dépasse longitudinalement de la paroi latérale 54b du pignon 54 qui est orientée vers la tige filetée 31. Plus spécifiquement, cette languette 56 s’étend sur une portion en arc de cercle suivant une direction AZ1, correspondant à une direction de giration autour de l’axe AX1.
Il est à noter que l’actionneur électromécanique 24 n’est pas limité à l’orientation du moteur électrique 26, et par voie de conséquence à l’orientation de l’arbre de transmission 42 ainsi qu’à la forme des filetages de cet arbre de transmission 42 et du pignon 54. Dans cet exemple, il est compris que le filetage du pignon 54 permet de former un renvoi d’angle nécessaire, entendu que l’arbre de transmission 42 s’étend orthogonalement à la direction longitudinale de la tige filetée 31. Mais une orientation différente du moteur électrique 26, et donc d’arbre de transmission 42, peut être retenue moyennant une modification de filetage du pignon 54 sans sortir du cadre de l’invention.
Le deuxième organe 48 se présente sous la forme d’un arbre étagé à corps creux. Il s’étend longitudinalement de manière concentrique avec la tige filetée 31, suivant AX1. Il se compose d’une cascade d’anneaux concentriques, chacun s’étendant dans le prolongement longitudinal d’un autre. En détail, ce deuxième organe 48 est borné longitudinalement par un anneau de prise 58 et un anneau de terminaison 60. En considérant le sens longitudinal définit depuis la tige filetée 31 vers l’arbre de transmission 42, on distingue au niveau du deuxième organe 48 : un anneau de couplage 62 qui prolonge l’anneau de prise 58, un anneau de guidage 64 qui prolonge l’anneau de guidage 64, et l’anneau de terminaison 60 qui prolonge l’anneau de guidage 64.
D’un point de vue fonctionnel, l’anneau de prise 58 est conformé pour recevoir la deuxième extrémité 31b de la tige filetée 31, avantageusement par emmanchement, de sorte à assurer un couplage en rotation du deuxième organe 48 avec la tige filetée 31. Cette particularité induit un blocage en transaction de la tige filetée 31 au niveau du réducteur. L’anneau de prise 58 assure également une fonction de butée longitudinale contre laquelle la languette 56 est en appui.
L’anneau de guidage 64 est engagé, en ajustement glissant, dans l’orifice du pignon 54 pour garantir une concentricité des premier et deuxième organes.
L’anneau de couplage 62 comporte une saillie radiale 66. Cette saillie radiale 66 s’étend sur une partie de la circonférence de l’anneau de couplage 62. Deux évidements radiaux 68 sont formés dans la saillie 66, et dans chacun desquels est disposé à la fois un des deux éléments de roulements 50 et un des deux éléments élastiques 52. Les évidements s’étendent suivant la direction circonférentielle, chacun au niveau d’une extrémité circonférentielle de la saillie radiale 66. Dans l’exemple des et 3B, ces évidements 68 sont délimités longitudinalement par deux parois résiduelles de saillie 66. Ces parois résiduelles de saillie 66 assurent une retenue longitudinale des éléments de roulement 50.
L’invention n’est cependant pas limitée à cette forme particulière de saillie 66, et permet une retenue longitudinale des éléments de roulement et de ressort entre les premier et deuxième organes qui s’étendent en vis-à-vis.
Les éléments de roulement 50 se présentent sous la forme de rouleaux d’orientation longitudinale, et les éléments élastiques se présentent sous la forme de ressorts formés chacun d’un feuillard métallique.
L’anneau de couplage 62 est aligné longitudinalement, au niveau d’une portion dite de chevauchement C du dispositif de couplage mécanique 38, avec la languette 56 du premier organe 46.
Dans l’exemple des figures, la bague 44 présente des surfaces extérieure et intérieure cylindriques. Elle est orientée de sorte que l’axe de révolution de sa surface intérieure est confondu avec l’axe AX1 de tige filetée 31. Elle est insérée en force au niveau de sa surface extérieure dans une emprunte correspondante formée dans le boitier 40 de sorte à bloquer sa rotation selon AX1, tandis que sa surface intérieure entoure les premier et deuxième organes en ajustement glissant au niveau de la portion de chevauchement C.
A noter que la surface extérieure de la bague 44 n’est pas limitée en ce qu’elle présente un contour circulaire. Cette surface extérieure peut notamment être prismatique, à savoir à contour polygonal. En pareil cas, il est compris qu’une rotation de la bague 44 n’est pas permise en étant encastrée dans l’emprunte du boitier 40 qui est conformée pour présenter un contour formant le négatif du contour de la surface extérieure.
En variante, cette bague 44 peut également être constitutive du boitier 40, autrement dit formée directement par le boitier 40. En pareil cas, il est compris que c’est le boitier 40 qui définit simplement une surface intérieure annulaire qui fait office de surface intérieure de bague 44.
Le mécanisme d’entraînement 28 comprend en outre :
- un roulement à billes 70 qui présente une bague extérieure portée fixement par le boitier 40 et une bague intérieure qui entoure l’anneau de terminaison 60. Comme il est compris cet arrangement forme un palier de guidage en rotation de la tige filetée 31 par le biais du deuxième organe 48 ;
- une bague de conditionnement 72 qui est encastrée dans le boitier 40 et au travers de laquelle s’étend un élément de visserie 74 qui est engagé dans l’anneau de terminaison 60, en serrage, pour contribuer au maintien de la tige filetée 31 axialement par rapport au corps de colonne 14.
L’agencement des éléments s’étendant au niveau de la portion de chevauchement C va être décrit sur la base des figures 4 et 5 annexées.
La paroi interne de la bague 44, notée 76, entoure la saillie 66 et la languette 56. Elle s’étend radialement autour des évidements 68 pour délimiter conjointement des rainures 78.
Chaque rainure 78 est délimitée :
- radialement à la fois par une piste 80 qui correspond au contour radial de la saillie 66 ôtée de l’évidement 68 associé, et par la surface intérieure de la bague 44 , de manière à assurer une retenue radiale de l’élément de roulement 50 correspondant ;
- circonférentiellement par une paroi de fond 82 de rainure, qui correspond à l’extrémité circonférentielle de la saillie ôtée de l’évidement 68 associé, et par une ouverture de rainure 84 qui correspond à l’extrémité circonférentielle de cet évidement.
Comme il est compris, les évidements 68 correspondent à des volumes évidés dans la saillie 66 qui limitent son étendue circonférentielle.
Une particularité majeure réside dans l’orientation des rainures. Ces rainures 78 présentent des orientations opposées, à savoir que le sens circonférentiel définit depuis la paroi de fond 82 vers l’ouverture de rainure 84 de l’une correspond au sens contraire de l’autre.
Chaque piste 80 du deuxième organe 48 est conformée de manière à ce que l’étendue radiale de la rainure 78 correspondante diminue à mesure de s’approcher de l’ouverture de rainure 84 suivant la direction circonférentielle. Cette diminution de section radiale est aménagée de manière que l’étendue radiale de rainure 78 qui est mesurée au niveau de l’ouverture de rainure 84, notée M sur la , soit inférieure à la dimension radiale de l’élément de roulement 50 associé, noté D. Il s’ensuit que l’élément de roulement 50 ne peut pas se dégager de la rainure 78 au travers de l’ouverture de rainure 84.
Au niveau de chaque rainure 78, l’élément de roulement 50 associé est ainsi retenu circonférentiellement dans cette rainure à la fois par la paroi de fond de rainure 82 et par l’ouverture de rainure 84.
Les éléments de roulement 50 se présentent sous la forme de rouleaux orientés de manière à ce que leur axe s’étende longitudinalement.
En ce qui concerne les éléments élastiques 52, ils se présentent chacun sous la forme d’un feuillard métallique, et sont installés chacun précontraint entre la paroi de fond de rainure 82 et le rouleau 50 d’une rainure 78 distincte. Ils sont conformés pour écarter passivement de la paroi de fond de rainure 82, sous sollicitation élastique, le rouleau 50 pour le presser vers l’ouverture de rainure 84. Entendu que le rouleau 50 ne peut pas se dégager de la rainure 78 au travers de l’ouverture de rainure 84, il s’ensuit un maintien en position coincée de ce rouleau 50 entre la piste 80 et la surface interne de bague 76.
En pratique la précontrainte est assurée en dimensionnant les feuillards métalliques de sorte que leur installation entre les deux parois résiduelles de saillie impose de les déformer.
Entendu que le rouleau 50 ne peut pas se dégager de la rainure 78 au travers de l’ouverture de rainure 84, il s’ensuit un maintien en position coincée de ce rouleau 50 entre la piste 80 et la surface interne de bague 76.
En pratique, chaque ensemble formé d’une rainure 78 et du couple formé d’un rouleau 50 et d’un ressort 52 qui est disposé dans cette rainure, constitut un ensemble dit de blocage 90.
Dans la suite, la dynamique de rotation ou de blocage en rotation de la tige filetée 31 va être expliquée sur la base des figures 6A et 6B, dans lesquelles les éléments constitutifs d’un même groupe de blocage sont indicés avec soit la lettre a soit la lettre b à des fins de compréhension.
En référence à la , durant une phase de non-réglage, à savoir quand le moteur électrique 26 est au repos, une impulsion longitudinale sur l’écrou 32 tend à mettre en rotation la tige filetée 31. Cette rotation peut correspondre soit un vissage ou à un dévissage de tige 31 selon le sens de l’effort longitudinal appliqué sur l’écrou 32.
Considérons que la tige filetée 31 tend à être mise en rotation autour de son axe de tige AX1 dans un sens arbitraire repéré par R1. Entendu que le deuxième organe 48 est solidaire en rotation de la tige filetée 31, il est compris que ce deuxième organe 48 tend également à être mis en rotation selon R1.
Dans l’exemple de la , ce sens R1 est opposé au sens de sollicitation du ressort 52a appliqué sur le rouleau 50a d’un premier groupe de blocage 90a. Etant donné que le ressort 52a presse le rouleau 50a dans le sens opposé au sens R1 pour le maintenir bloqué entre la paroi interne de bague 76 et la piste 80a délimitant la rainure 78a du premier groupe, il s’ensuit que la rotation selon R1 du deuxième organe 48 est bloquée.
En effet, pour qu’une rotation du deuxième organe 48 soit possible, il s’agit que le rouleau 50a puisse tourner sur lui-même, en roulant sur la paroi interne de bague 76. Or cette mise en rotation est rendue impossible du fait de l’effet de coincement généré sur le rouleau, celui-ci étant enserré par la piste 80a et la paroi interne de bague 76 sous l’effet conjugué de la réduction d’étendue radiale de rainure 78a et de la sollicitation élastique du ressort 52a.
Le deuxième organe 48 étant bloqué en rotation dans le sens R1, il s’ensuit un blocage en rotation de la tige fileté selon ce même sens R1.
De la même manière, en considérant que la tige filetée 31 tend à être mise en rotation dans un sens R2 qui est opposé au sens R1, autour de son axe de tige AX1, par un effort longitudinal exercé sur l’écrou 32, c’est le deuxième groupe de blocage 90b qui assure un blocage en rotation.
De façon analogue, l’effet de coincement appliqué au rouleau 50b du deuxième groupe 90b sous l’effet conjugué de la réduction d’étendue radiale de rainure 78b et de la sollicitation élastique du ressort 52b, empêche ce rouleau 50b de tourner. Cet effet de coincement est issu dans ce cas de la sollicitation élastique du presse le rouleau 50b dans le sens opposé au sens R2 pour le maintenir bloqué entre la paroi interne de bague 76 et la piste 80b délimitant la rainure 78b du deuxième groupe.
En référence à la , durant une phase de réglage, à savoir quand le moteur électrique 26 est activé pour mettre en rotation l’arbre de transmission 42, le premier organe 46 est entraîné en rotation du fait de l’engrènement de son pignon 54 avec l’arbre de transmission 42.
Considérons en premier lieu une rotation du premier organe 46 dans le sens S1. Une rotation dans le sens S1 conduit la languette 56 à tourner vers la rainure 78a du premier groupe de blocage 90a.
Plus en détail, une première surface d’extrémité circonférentielle 56a de la languette 56 est alors amenée en appui contre une première paroi d’extrémité circonférentielle de la saillie 66, notée 66a, qui s’étend radialement jusqu’à l’ouverture de rainure 84a, comme illustré sur la . Cette première surface d’extrémité circonférentielle 56a de la languette 56 s’étend radialement également le long de l’ouverture de rainure 84a, de sorte qu’une mise en appui de la première surface d’extrémité circonférentielle 56a contre la première paroi d’extrémité circonférentielle de la saillie 66a la conduit à presser le rouleau 50a vers le fond de rainure 82a de la rainure 78a.
Avec un couple de rotation suffisant, délivré par le moteur électrique 26, la pression exercée sur le rouleau 50a par la première surface d’extrémité circonférentielle 56a de la languette 56 permet de surpasser la sollicitation du ressort 52a. En pareil cas, il s’ensuit un dégagement du rouleau 50a hors de sa position de coincement, en se déplaçant vers le fond de rainure 82a en opposition à la sollicitation du ressort 52a.
Une fois en appui contre la première paroi d’extrémité circonférentielle 66a de la saillie 66, la première surface d’extrémité circonférentielle 56a de la languette 56, le premier organe emporte alors dans sa rotation le deuxième organe. Un couplage en rotation des premier et deuxième organes suivant R1 est alors rendu effectif, le premier ensemble de blocage 90a ne s’opposant pas à cette rotation suite au décoincement du rouleau 50a. La tige filetée 31, solidaire en rotation du deuxième organe 48, est alors entraînée en rotation suivant le sens R1.
A noté également que le deuxième ensemble de blocage 90b n’assure pas un rôle de blocage en rotation du deuxième organe 48 suivant ce premier sens de rotation R1. En effet, le rouleau 50b du deuxième ensemble de blocage va naturellement être chassé vers le fond de rainure 82b par la rotation du deuxième organe 48 par le premier organe 46, et ainsi pouvoir rouler sur la paroi interne 76 de la bague 44. Cet aspect résulte du fait que :
- si le couple de rotation appliqué sur le premier organe 46 est suffisant pour surpasser la sollicitation appliquée sur le rouleau 50a par le ressort 52a du premier groupe de blocage 90a ; alors
- le couple de rotation induit sur le deuxième organe est également suffisant pour que le rouleau 50b soit amené à se déplacer vers le fond de rainure 82b en s’opposant à la sollicitation du ressort 52b du deuxième groupe de blocage 90b.
De la même manière, en considérant que le premier organe 46 est entraîné en rotation dans le sens R2, qui est opposé au sens R1, une rotation de la tige filetée 31 dans le sens R2 est rendue possible.
Une deuxième surface d’extrémité circonférentielle 56b de la languette 56 est amenée en appui contre une deuxième surface d’extrémité circonférentielle 66b de la saillie 66, qui s’étend radialement jusqu’à l’ouverture de rainure 84b.
De la même manière que la première surface d’extrémité circonférentielle 56b, cette deuxième surface d’extrémité circonférentielle 56b s’étend radialement également le long de l’ouverture de rainure 84b, de sorte qu’une mise en appui de la deuxième surface d’extrémité circonférentielle 56b contre la deuxième surface d’extrémité circonférentielle 66b de la saillie 66 la conduit à presser le rouleau 50b vers le fond de rainure 82b de la rainure 78b.
Avec un couple de rotation suffisant, délivré par le moteur électrique 26, la pression exercée sur le rouleau 50b par la deuxième surface d’extrémité circonférentielle 56b de la languette 56 permet de surpasser la sollicitation du ressort 52b. Il s’ensuit un dégagement du rouleau 50b hors de sa position de coincement, en se déplaçant vers le fond de rainure 82b en opposition à la sollicitation du ressort 52b.
Une fois en appui contre la deuxième surface d’extrémité circonférentielle 66b de la saillie 66, la première surface d’extrémité circonférentielle 56b de la languette 56, le premier organe 46 emporte alors dans sa rotation le deuxième organe 48. Un couplage en rotation des premier et deuxième organes suivant R2 est effectif, le premier ensemble de blocage 90a ne s’opposant pas à cette rotation suite au décoincement du rouleau 50b. La tige filetée 31, solidaire en rotation du deuxième organe 48, est alors entraînée en rotation suivant le sens R2.
Par effet miroir dans le cas d’une rotation du premier organe 46 suivant R1, le premier ensemble de blocage 90a n’assure pas un rôle de blocage en rotation du deuxième organe 48 suivant ce deuxième sens de rotation R2. En effet, le rouleau 50a du premier ensemble de blocage 90a va naturellement être chassé vers le fond de rainure 82a par la rotation du deuxième organe 48 par le premier organe 46, et ainsi pouvoir rouler sur la paroi interne 76 de la bague 44.
Dans la description réalisée ci-dessus, basée sur la figures, la languette 56 est conformée de sorte que les surfaces d’extrémité circonférentielle 56a et 56b constituent chacune à la fois :
- une portion de déblocage en s’étendant en vis-à-vis suivant la direction circonférentielle d’une ouverture de rainure pour être apte à venir en appui contre le rouleau et le presser vers le fond de rainure correspondant; et
- une portion d’appui en s’étendant en vis-à-vis suivant la direction circonférentielle d’une des paroi du deuxième organe pour être apte à venir en appui sur cette paroi et l’emporter dans son mouvement de rotation.
Il est à noter cependant que l’invention n’est pas limitée à cette particularité. En pratique, la languette 56 peut s’étendre radialement de sorte à présenter uniquement des surfaces d’extrémité circonférentielle 56a, 56b qui sont alignées circonférentiellement avec les ouvertures des rainures 78a, 78b des premier et deuxième groupes de blocage 90a, 90b respectivement.
Avec cet arrangement, la dynamique de couplage en rotation des premier et deuxième organes 46, 48 telle qu’exposée au-dessus en phase de réglage reste applicable. L’unique différence repose sur le fait que la mise en rotation du deuxième organe 48 par le premier organe 46 implique que les surfaces d’extrémité circonférentielle 56a, 56b de la languette pressent le rouleau 50a, 50b vers le fond de rainure 82a, 82b jusqu’à déformer assez ressort 52a, 52b pour faire transiter le couple de rotation du premier organe 46 au deuxième organe 48.
En pratique, dès lors que le rouleau 50a, 50b presse suffisamment le ressort 52a, 52b contre la paroi de fond de rainure 82a, 82b, ils forment conjointement une continuité de matière entre la surface d’extrémité circonférentielle 56a, 56b considérée et la paroi de fond de rainure 82a, 82b en vis-à-vis. A noter qu’en pareil cas, les ressorts sont conformés pour que la déformation qu’il subissent reste dans le domaine élastique pour conserver leur aptitude à presser le rouleau vers l’ouverture de rainure pour le coincer.
Les exemples des figures 6A et 6B font intervenir des sens de rotation arbitraire pour définir la coopération dynamique des éléments constitutifs du dispositif de couplage mécanique 38. Il est compris que, selon l’orientation du filetage de la tige filetée 31 et de l’écrou 32 :
- le premier sens de rotation R1 défini peut correspondre à une rotation de la tige qui induit un déplacement de l’écrou dans le sens S1 ou S2 de la ; et corolairement
- le deuxième sens de rotation R2, opposé au sens R1, peut correspondre à une rotation de la tige qui induit un déplacement de l’écrou dans le sens S2 ou S1 de la .
Quel que soit le sens de translation S1 ou S2 correspondant au sens R1 ou R2 de rotation de la tige filetée 31, la combinaison miroir des ensembles de blocage 90a, 90b du dispositif de couplage mécanique 38 tel que décrit permet un blocage translation de l’écrou 32 dans un sens ou dans l’autre par le biais d’un blocage en rotation de la tige filetée 31.
Il s’ensuit que le dispositif de couplage mécanique 38 permet de bloquer en position le volant porté par l’arbre de direction 18 en situation de conduite, quand le moteur électrique 26 est désactivé.
Sur cette base, il est à noter que le dispositif de couplage 38 n’est pas limité dans sa forme telle que décrite, et en particulier à l’existence des deux ensembles de blocage 90a, 90b. En effet, il peut être souhaité bloquer en translation le volant, à savoir l’écrou dont la position définit celle du volant, uniquement suivant un sens S1 ou S2 d’impulsion longitudinale exercée sur le volant, autrement dit sur l’écrou 32.
A cet égard, il est possible dans le cadre de l’invention de prévoir un seul ensemble de blocage 90 tel que défini, qui bloque la rotation de la tige filetée 31 que dans un seul sens de rotation, R1 ou R2. Préférentiellement, le sens de rotation R1 ou R2 retenu de la tige filetée pour lequel le dispositif de couplage 38 assure un blocage en rotation en situation de non-réglage du volant correspond au sens de translation S1. En effet, un conducteur de véhicule est davantage susceptible de presser le volant devant lui en situation de conduite, et en particulier dans le cas d’un crash dont l’énergie projette le conducteur vers l’avant.
Dans l’exemple des figures, des rouleaux 50 sont utilisés en qualité d’éléments de roulement constitutifs des ensembles de blocage 90, mais l’invention n’est pas limitée à cette particularité. Les rouleaux peuvent notamment être substitués par des billes ou des roulements tonneaux.
Aussi, l’invention n’est pas limitée à l’usage de ressort de type feuillard métallique. En pratique tout type d’élément élastique peut être retenu dès lors qu’il génère un effort presseur sur l’élément de roulement pour le coincer entre la piste 80 du deuxième organe et la paroi interne 76 de la bague 44.
Le dispositif de couplage 38 a été décrit comme se rapportant à un élément de réducteur disposé dans un boitier réducteur 40 et formant une interface de démultiplication d’une vitesse de rotation. Plus particulièrement, le premier organe 46 a été décrit comme comportant un pignon 54 qui engrène l’arbre de transmission 42 entraîné directement par le moteur électrique 26 pour générer un rapport de réduction.
Il est à souligner que le dispositif de couplage 38 n’est pas limité à cet arrangement particulier. En pratique, le dispositif de couplage 38 peut être disposé à un tout emplacement de destination le long du mécanisme d’entrainement 28, dès lors qu’il assure sa fonction de blocage/mise en rotation de la tige filetée 31. Autrement dit, il n’est pas imposé selon l’invention que le dispositif de couplage fasse partie intégrante d’un module réducteur, et en particulier que le premier organe comporte un pignon 54 prévu pour coopérer avec l’arbre de transmission 42.
Ce dispositif 38 de couplage a été décrit comme permettant de contrer un effet pervers lié à l’emploi d’un convertisseur de type vis-écrou de nature réversible au sein d’un actionneur électromécanique 24 de réglage en position d’un volant dans un ensemble de colonne de direction. Il permet de discriminer la mise en rotation d’une tige filetée 31 en soit lui autorisant une mise en rotation si elle est souhaitée, soit lui interdire une rotation si elle est inopinée. Il est à noter néanmoins que l’invention n’est pas limitée à cet emploi particulier.
D’une part, le deuxième organe 48 a été décrit comme étant accouplé à la tige filetée 31. Il est à noter que cette particularité découle directement de l’agencement du convertisseur de mouvement 30, et n’est en soi pas limitative. En effet, il est possible dans le cadre de l’invention d’inverser le fonctionnement du convertisseur, en rendant solidaire en translation la tige filetée 31 avec le bras 16 et, complémentairement, de rendre l’écrou 32 à la fois solidaire en translation par rapport au corps de colonne 14 et entraîné en rotation par le moteur électrique 26 par le biais du mécanisme d’entrainement 28, pour aboutir à un fonctionnement similaire. En pareil cas, il s’agit d’installer le dispositif de couplage 38 à l’envers.
D’autre part, et d’une manière plus générique, l’emploi du dispositif de couplage 38 selon l’invention n’est pas réservé à une application pour actionneur électromécanique 24 de réglage comportant un convertisseur vis-écrou de nature réversible. Ce dispositif de couplage 38 peut être un élément rapporté dans tout mécanisme pour lequel il est souhaité sélectivement bloquer ou autoriser une mise en rotation dans un sens par le biais d’un seul ensemble de blocage, ou dans les deux sens par le biais de deux ensembles de blocage, d’un arbre par un autre. Un arbre correspond à un organe mécanique transmettant une puissance sous forme d'un couple et d'un mouvement de rotation, et peut désigner tout élément rotatif autour d’un axe de rotation, comme un pignon ou une roue dentée, quel que soit son épaisseur.

Claims (10)

  1. Dispositif de couplage mécanique (38) pour accoupler sélectivement en rotation un premier arbre avec un second arbre de manière à la fois à autoriser une mise en rotation du second arbre par le premier arbre et bloquer une mise en rotation du premier arbre par le second arbre, ce dispositif de couplage comprenant :
    - un premier organe rotatif (46) qui est destiné à être solidaire en rotation ou former un élément constitutif du premier arbre ;
    - un deuxième organe rotatif (48) qui est destiné à être solidaire en rotation ou former un élément constitutif du second arbre, ce deuxième organe (48) s’étendant de manière concentrique avec le premier organe (46) le long d’un axe longitudinal (AX1) ;
    - une bague (44) fixe en rotation et qui entoure, radialement par rapport à l’axe longitudinal (AX1), le premier organe et le deuxième organe (46, 48) le long d’une portion de chevauchement (C) au niveau de laquelle ces premier et deuxième organes se chevauchent longitudinalement ;
    - un premier ensemble de blocage (90a) d’une mise en rotation du premier arbre par le second arbre suivant un premier sens de rotation (R1), ce premier ensemble de blocage (90a) comprenant une première rainure (78a), ainsi qu’un premier élément élastique (52a) et un premier élément de roulement (50a), qui sont encapsulés dans la première rainure (78a), dont :
    -- la première rainure (78a) s’étend suivant une direction circonférentielle (AZ1), définie comme une direction de giration autour de l’axe longitudinal (AX1), en étant bornée entre une paroi de fond de rainure (82a) formée par le deuxième organe (48) et une ouverture de rainure (84), le premier sens de rotation (R1) étant défini comme le sens allant de l’ouverture de rainure (84a) vers le fond de rainure (82a);
    -- la première rainure (78a) est délimitée radialement par une piste (80a) formée par le deuxième organe (48) et par une paroi interne cylindrique (76) de la bague (44) en vis-à-vis de cette surface de piste (80a), la piste (80a) étant conformée de sorte que l’étendue radiale de rainure (78a) diminue à mesure de s’approcher de l’ouverture de rainure (84a) suivant la direction circonférentielle (AZ1), de manière que l’élément de roulement (50a) ne peut pas se dégager de la rainure (78a) au travers de l’ouverture de rainure(84a) ; 82
    -- le premier élément élastique (52a) est installé entre la paroi de fond de rainure (82a) et le premier élément de roulement (50a), ce premier élément élastique (52a) écartant passivement sous sollicitation élastique le premier élément de roulement (50a) de la paroi de fond de rainure (82a) pour le presser vers l’ouverture de rainure (84a) jusqu’au maintien en position coincée de ce premier élément de roulement (50a) entre la piste (80a) et la paroi interne de bague (76) ;
    dans lequel le premier organe comporte une portion de déblocage (56a) pour autoriser une mise en rotation du deuxième arbre par le premier arbre suivant le premier sens de rotation (R1), cette portion de déblocage (56a) s’étendant en vis-à-vis suivant la direction circonférentielle (AZ1) de l’ouverture de rainure (84a) pour être apte à venir en appui contre le premier élément de roulement (50a) et le presser vers le fond de rainure (82a) en cas d’une rotation du premier organe (46) à la fois dans le premier sens de rotation (R1), opposé au sens de sollicitation du premier élément élastique (52a), et avec un couple suffisant pour surpasser la sollicitation de ce premier élément élastique (52a) et dégager le premier élément de roulement (50a) de la position coincée.
  2. Dispositif de couplage mécanique (38) selon la revendication 1, comprenant un deuxième ensemble de blocage (90b) d’une mise en rotation du premier arbre par le second arbre suivant un deuxième sens de rotation (R2), opposé au premier sens de rotation (R1), ce deuxième ensemble de blocage (90b) comportant une deuxième rainure (78b) définie entre la bague (44) et les premier et deuxième organes (46, 48), ainsi qu’un deuxième élément élastique (52b) et un deuxième élément de roulement (50b), qui sont encapsulés dans la deuxième rainure (78b), dont :
    - la deuxième rainure (78b) qui s’étend suivant la direction circonférentielle (AZ1) en étant bornée entre une paroi de fond de rainure (82b) respective formée par le deuxième organe (48) et une ouverture de rainure (84b) respective, cette deuxième rainure (78b) étant orientée de sorte que le sens allant de l’ouverture de deuxième rainure (84b) vers la paroi de fond de deuxième rainure (82a) correspond au deuxième sens de rotation (R2) ;
    - la deuxième rainure (78b) est délimitée radialement par une piste (80b) formée par le deuxième organe (48) et par la paroi interne cylindrique de la bague (76) en vis-à-vis de cette piste (80b), la piste (80b) étant conformée de sorte que l’étendue radiale de la deuxième rainure (78b) diminue à mesure de s’approcher de l’ouverture de deuxième rainure (84b) suivant la direction circonférentielle (AZ1), de manière que le deuxième élément de roulement (50b) ne peut pas se dégager de la deuxième rainure (78b) au travers de l’ouverture de cette rainure (84b) ;
    - le deuxième élément élastique (52b) est installé entre la paroi de fond de deuxième rainure (82b) et le deuxième élément de roulement (50b), ce deuxième élément élastique (52b) écartant passivement le deuxième élément de roulement (50b) de la paroi de fond de deuxième rainure (82b) pour le presser vers l’ouverture de deuxième rainure (84b) jusqu’au maintien en position coincée de ce deuxième élément de roulement (50b) entre la piste (80b) et la paroi interne de bague (76) ;
    et dans lequel le premier organe comporte une deuxième portion de déblocage (56b) pour autoriser une mise en rotation du deuxième arbre par le premier arbre suivant le deuxième sens de rotation (R2), cette deuxième portion de déblocage (56b) s’étendant en vis-à-vis suivant la direction circonférentielle (AZ1) de l’ouverture de deuxième rainure (84b) pour être apte à venir en appui contre le deuxième élément de roulement (50b) et le presser vers la paroi de fond de deuxième rainure (82b) en cas d’une rotation du premier organe (46) à la fois dans le deuxième sens de rotation (R2), opposé au sens de sollicitation du deuxième élément élastique (52b), et avec un couple suffisant pour surpasser la sollicitation de ce deuxième élément élastique (52b) et dégager le deuxième élément de roulement (50b) de la position coincée.
  3. Dispositif de couplage mécanique selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la mise en rotation du deuxième arbre par le premier arbre suivant le sens de rotation (R1 ; R2) bloqué par l’ensemble de blocage correspondant (90a : 90b), est assuré par une première surface (56a ; 56b) d’appui du premier organe (46) qui vient en appui contre une surface d’appui (66a ; 66b) du deuxième organe (48) lorsque l’élément de roulement (50a ; 50b) est dégagé de la position coincée par la portion de déblocage, ces première et deuxième surfaces d’appui étant au moins partiellement superposables dans la direction circonférentielle (AZ1).
  4. Dispositif de couplage mécanique selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la mise en rotation du deuxième arbre par le premier arbre suivant le sens de rotation bloqué par l’ensemble de blocage correspondant (90a : 90b), est assuré par l’élément de roulement (50a ; 50b) et l’élément élastique (52a ; 52b) correspondant qui forment interface de contact entre la portion de déblocage (56a ; 56b) du premier organe (46) et la paroi de fond de rainure (82a ; 82b) de l’ensemble de blocage (90a ; 90b).
  5. Ensemble de colonne de direction (10) pour un système de direction d’un véhicule, par exemple d’une automobile, comportant :
    - un corps de colonne (14) prévu pour être monté fixement sur une structure de véhicule ;
    - un bras (16) porté par le corps de colonne (14) en s’étendant suivant une direction longitudinale (AX), ce bras (16) étant au moins partiellement emboité dans le corps de colonne (14) et étant déplaçable en translation longitudinale par rapport au corps de colonne (14) ;
    - un actionneur électromécanique (24) pour déplacer en translation longitudinale le bras (16), cet actionneur électronique comprenant :
    -- un moteur électrique (26) d’entraînement en rotation ;
    -- un convertisseur de mouvement (30) de type vis-écrou qui convertit une rotation fournie par le moteur électrique (26) en une translation du bras (16), ce convertisseur de mouvement (30) comprenant une tige filetée (31) fixe en translation par rapport au corps de colonne (14) et un écrou (32) fixe en rotation et solidaire en translation suivant la direction longitudinale (AX) au bras (16) ;
    -- un dispositif de couplage mécanique en rotation (38) selon l’une des revendications précédentes, pour coupler en rotation la tige filetée (31) avec un arbre de transmission (42) entraîné en rotation en sortie du moteur électrique (26).
  6. Ensemble de colonne de direction (10) selon la revendication 5, dans lequel le dispositif de couplage mécanique en rotation (38) fait partie intégrante d’un mécanisme d’entraînement (28) qui est logé dans un boitier (40) fixé au corps de colonne (14) et par le biais duquel une rotation fournie par le moteur électrique (26) est transmise à la tige filetée (31), ce mécanisme d’entraînement (28) comprenant l’arbre de transmission (42) qui est entraîné par le moteur électrique (26), le premier organe (46) comportant un pignon (54) s’étendant hors de la portion de chevauchement (C), ce pignon (54) présentant une denture qui coopère avec une denture de l’arbre de transmission (42).
  7. Ensemble de colonne de direction (10) selon la revendication 6, dans lequel la bague (44) est formée par le boitier (40).
  8. Ensemble de colonne de direction (10) selon la revendication 6, dans lequel la bague (44) est rapportée au boitier (40).
  9. Ensemble de colonne de direction (10) selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel le ou les élément(s) de roulement (50a ; 50b) sont des rouleaux.
  10. Ensemble de colonne de direction (10) selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel le ou les élément(s) élastiques (52a ; 52b) sont formés d’un feuillard métallique.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2620185A1 (fr) * 1987-09-08 1989-03-10 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Embrayage pour dispositif de direction assistee electrique
FR3007335A1 (fr) * 2013-06-21 2014-12-26 Pga Electronic Dispositif de blocage pour un actionneur comportant un organe de blocage mecanique
WO2019162670A1 (fr) * 2018-02-20 2019-08-29 F Klucznik & Son Limited Mécanisme de verrouillage

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2620185A1 (fr) * 1987-09-08 1989-03-10 Ntn Toyo Bearing Co Ltd Embrayage pour dispositif de direction assistee electrique
FR3007335A1 (fr) * 2013-06-21 2014-12-26 Pga Electronic Dispositif de blocage pour un actionneur comportant un organe de blocage mecanique
WO2019162670A1 (fr) * 2018-02-20 2019-08-29 F Klucznik & Son Limited Mécanisme de verrouillage

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