Brevet FR2012087A1 — publié le 19700313

La présente invention concerne les mécanismes de direction de véhicules automobiles et plus particulièrement les mécanismes de direction à crémaillère. L'invention s'applique aussi bien aux mécanismes à commande manuelle qu'aux mécanismes de servo-direction 5 Dans un type connu de mécanisme de direction à crémaillère, la crémaillère proprement dite peut coulisser dans un boîtier par suite de la rotation d'un pignon, les extrémités de la crémaillère émergeant dudit- boîtier et étant reliées à des joints, par exemple à rotule, qui font partie de la tringlerie de direction qui abou-10 tit à son tour aux rouée directrices du véhicule. La distance entre les deux joints montés aux extrémités de la crémaillère est déterminée par les éléments suivants î la longueur du déplacement qu'effectue la crémaillère dans chaque sens longitudinal sous l'impulsion du pignon; le fait qu'il faut éviter qu'une partie 15 dentée de la crémaillère sorte d'une extrémité du boîtier 1 et enfin, au cas où le cylindre renfermant la crémaillère contient également un piston destiné à assurer 1* effet de servo-direction sur ladite crémaillère, le fait qu'il faut éviter qu'une partie dentée quelconque de la crémaillère puisse traverser un joint 20 d'étanchéité prévu dans le cylindre, afin de prévenir toute fuite du fluide hydraulique de servo-direction. Le résultat.de ces impératifs est que les deux joints ne peuvent guère être rapprochés l'un de l'autre au-delà de la distance minimale imposée par ces facteurso 25 La présente invention a pour but de prévoir un mécanisme de direction à crémaillère, tant assistée que manuelle, qui permet de réduire sensiblement la distance entre ces joints et par conséquent d'autoriser une plus grande liberté non seulement dans la conception de la tringlerie de direction y associée, mais aussi 50 dans les cotes d'encombrement et dans les possibilités de montage du mécanisme de direction sur certains véhiculés. Suivant la présente invention, il est prévu un mécanisme de dirèction pour véhicule automobile qui comprend une crémaillère destinée à être reliée aux roues directrices du véhicule ainsi 55 qu'un pignon engrénant avec ladite crémaillère et propre à être relié au volant de direction ou organe analogue, ce mécanisme de direction étant caractérisé par le fait qu'un organe de forme allongée est agencé parallèlement à ladite crémaillère et qu'il existe une liaison entre la crémaillère et ledit organe de telle 69 22158 2 2012087 sorte que la rotation du pignon précité détermine le déplacement à l'unisson de la crémaillère et de l'organe qui lui est associé, tandis que soit la crémaillère, soit ledit organe, peut porter un joint à rotule ou analogue à une ou aux deux extrémités pour assu-5 rer l'accouplement avec les roues directrices du véhicule,, Il est avantageux que ledit organe de forme allongée se présente sous l'aspect d'un carter et que la crémaillère soit logée dans ce carter, ce dernier étant conçu pour recevoir un joint d'accouplement à une extrémité ou à ses deux extrémités pour assurer 10 la transmission du mouvement aux roues directrices du véhicule, tandis que ledit carter peut coulisser le long d'une tige destinée à être montée directement ou indirectement sur un châssis ou carrosserie de véhicule automobile0 Pour permettre de mieux comprendre l'invention on en csorira 15 maintenant un mode particulier de réalisation donné à titre d'exent-ple non limitatif en se référant au dessin annexé, sur lequel: - la Figure 1 montre une vue en élévation-coupe longitudinale de ce mode de réalisation; - la Figure 2 montre une coupe transversale faite suivant la 20 ligne A-A de la Figure 1 ; - la Figure 3 montre une coupe transversale faite suivant la ligne B-B. de la Figure 1 ; - la Figure 4 montre une autre coupe transversale faite suivant la ligne 0-C de la Figure 1, et 25 - la Figure 5 montre une coupe transversale faite suivant la ligne D-D de la Figure 1 « Si l'on examine le dessin et notamment la Figure 1, on voit qu'une crémaillère 1 est montée dans un premier carter 2 de façon à se déplacer solidairement avec ce dernier, et qu'elle comporte 30 deux joints à rotule 3 et 4 montés chacun à une extrémité de la crémaillère. Chaque joint à rotule 3, 4 est relié par un axe 5 ' et une tringle 5a à un joint à rotule extérieur 6 relié à son tour à un bras de roue 7 solidaire djune roue directrice indiquée simplement en traits mixtes0 35 le premier carter 2 constitue un organe de forme allongée dis posé parallèlement à la crémaillère et peut coulisser le long d'une tige 8 destinée à être montée aux points,9 et 10 sur le châssis ou la carrosserie du véhicule, soit directement, soit par l'intermédiaire de blocs de caoutchouc ( Silentbloc)» 69 22158 3 2012087 Un. pignon 11 ( Figure 2) engrène avec la crémaillère 1 et il eat monté en rotation dans un second carter ou boîtier 12 également destiné à être fixé aux points 13 et 14 à la caisse ou au châssis da véhicule, soit directement, soit par l'intermédiaire de blocs 5 de caoutchouû ( Silenbloc). Ainsi, la rotation du pignon 11 commande les mouvements longitudinaux de la crémaillère 1 et par conséquent ceux du premier carter 1 par rapport à la tige 8 et au second carter 12, Dans le mode particulier de réalisation représenté la crémail-10 1ère est pourvue de moyens de servo-direction# Ainsi, la tige 8 est creuse et son alésage 1J> est divisé en deux passages 16 et 17 par un axe transversal 18» Un joint d'étanr chéité 19 est porté par la tige 8 de façon à constituer un piston, de commande qui divise une partie cylindrique 20 du carter 2 en. 15 deux chambres 21 et 22. Les extrémités gauche et droite du carter 2 et du cylindre 20 sont réunies entre elles par un boulon 23 et des écrous 24. Un fluide hydraulique de servo-direction, sous pression, alimente soit la chambre 21, soit la chambre 22, par l'intermédiaire 20 d'un distributeur de commande 25 (Figures 1 et 2) interposé entre le pignon 11 et l'extrémité inférieure de la colonne de direction 26 ( Figure 2) reliée au volant de direction ou organe analogue (non représenté). Dans ce mode de réalisation, le distributeur est construit conformément au type décrit et représenté dans le brevet 25 britannique U° 958 558, mais il est bien entendu que d'autres types de distributeurs pourraient être utilisés, y compris ceux décrits et représentés dans le brevet britannique N° 818 483, le fonctionnement de ce dispositif étant connu en lui-même. Les passages précités 16 et 17 sont reliés à des canalisations 30 27 (de la façon indiquée par exemple Figure 4) reliées à leur tour à des tubulures de sortie de fluide 28 et 29 du distributeur 25. Le fluide hydraulique est fourni par une pompe entraînée par le moteur (non représentés) à une tubulure d'admission 30, et l'échappement de ce fluide se fait par une tubulure d'échappement 31, du 35 même distributeur» Pendant le fonctionnement, la rotation du volant de direction 26 dans le sens horaire détermine le déplacement longitudinal de la crémaillère 1 et du carter 2 vers la «roite, en regardant la Figure 1. En même temps, ainsi qu'il est connu des spécialistes, 69 22158 4 2012087 le mouvement dans le sens horaire de la colonne de direction place le rotor du distributeur 25 en position d'ouverture de la communication avec la chambre 22, afin de mettre eelle-ci sous pression et de solliciter ainsi la crémaillère vers la droite» De même, la 5 rotation dans le sens anti-horaire produit la mise sous pression de la chambre 21 et sollicite la crémaillère vers la gauche» En cas de non-fonctionnement du système de servo-direction, la crémaillère 1 est déplacée uniquement par la liaison mécanique réalisée par 1'intermédiaire du pignon 11. 10 la crémaillère 1 est sollicitée élastiquement en prise avec le pignon 11 par un bloc d'appui £2 ( Figure 2) soumis à son tour à la pression d'un ressort de compression 33 par l'intermédiaire d'un siège 34, le ressort 33 étant, retenu par un bouchon fileté 35. 15 Le bloc d'appui 32 présente une surface cylindrique en con tact avec une surface marginale de section cylindrique correspondante prévue sur la crémaillère t ( Figure 2), afin qu'au cours da réglage de 1"ensemble pour son montage sur le véhicule le second carter 12 puisse tourner par rapport à la crémaillère 1 et au pre-20 mier carter 2» Ainsi que le montre la Figure 1, la distance entre les joints à rotule inférieurs 3 et 4 n'est commandée que par la longueur de la partie dentée de la crémaillère 1, attendu que celle-ci ne coulisse pas longitudinal ement par rapport au carter 2» Cette distan-25 ce est donc sensiblement inférieure à celle que l'on constate dans les mécanismes connus de direction à crémaillère» 69 22158 5 2012087 ' REVENDICATIONS 1.- Un mécanisme de direction de véhicule automobile, qui comprend une crémaillère propre à être accouplée aux roues directrices et un pignon qui engrène avec ladite crémaillère et propre à être accouplé au volant de direction ou autre organe analogue, caractéri- 5 sé par le fait qu'un organe de forme allongée est agencé parallèlement à ladite crémaillère et qu'il existe une liaison entre la crémaillère et ledit organe de telle sorte que la rotation du pignon précité détermine le déplacement à l'unisson de la crémaillère et de l'organe qui lui est associé, tandis que soit là crémaillère, 10 soit ledit organe, peut porter un joint à rotule ou analogue à une ou aux deux extrémités pour assurer l'accouplement avec les roues directrices du véhicule. 2.- Un mécanisme de direction de véhicule automobile suivant la Révendication 1, caractérisé en outre par le fait que ledit orga- 15 ne de forme allongée se présente sous l'aspect d'un carter et que la crémaillère est montée à l'intérieur de ce carter,afin de se déplacer solidairement avec celui-ci, ledit carter étant susceptible de recevoir un joint, par exemple à rotule, à une extrémité ou à ses deux extrémités, pour assurer l'accouplement avec les 20 roues directrices, ledit carter pouvant coulisser le long d'une tige destinée à être montée directement ou indirectement sur le châssis ou sur la caisse du véhicule automobile. 3.- Un mécanisme de direction de véhicule automobile suivant la Revendication 2, caractérisé en outre par le fait que le pignon 25 engrénant avec la crémaillère est monté dans un second carter susceptible d'être monté directement ou indirectement sur le châssis ou la caisse du véhicule automobile, la rotation dudit pignon déterminant la translation longitudinale de la crémaillère ainsi que du premier carter par rapport à la tige et au second carter. 30 4.- Un mécanisme de direction suivant la Revendication 2, caractérisé de plus par le fait que le premier carter constitue un cylindre dans lequel est placée au moins une partie de ladite tige, celle-ci portant un joint d'étanchéité afin que la tige et le premier carter constituent ensemble un vérin de servo-direction 35 fournissant l'énergie de servo-direction à ladite crémaillère. 5.- Un mécanisme de direction suivant la Revendication 4, caractérisé en outre par le fait que le second carter porte un disJ'.i-buteur de commande propre à contrôler l'alimentation en flui. 69 22158 6 2012087 • hydraulique de servo-commande dudit vérin en fonction de la cotation d'une colonne de direction,, 6.- Un mécanisme de direction suivant la Revendication 5, caractérisé en outre par le fait que le distributeur de âommande est 5 interposé entre la câlonne de direction et le pignon afin qu'un . organe obturateur rotatif prévu dans ce distributeur soit actionné par la colonne de direction pour diriger le fluide hydraulit ue vers l'une dés deux chambres formées par ledit joint d'étancfcélté à l'intérieur du vérin précité» 10 7o- Un mécanisme de direction suivant l'une quelconque des Revendications 2, 4 ou 6, caractérisé en outre par le fait que la c é~ maillère est sollicitée en engrènement avec le pignon par un L„cc de pression muni d'une surface cylindrique en contact avec tu: surface marginale à section cylindrique de ladite crémaillère 15 afin que le second carter puisse tourner par rapport au premier# 9#- Un mécanisme de direction suivant l'une quelconque des Revendications précédentes, caractérisé en outre par le fait que ledit pignon agit sur la crémaillère suivant un angle de 90° par rapport-à l'axe de celle-ci# 20 9#- Un mécanisme de direction suivant la Revendication 5 ou- 6, dans lequel le distributeur de commande est du type décrit et revendiqué dans l'un ou l'autre des brevets britanniques H° 816 483 et 958 558# 10#- Un agencement de système de direction suivant l'une quelccn-25 que des Revendications précédentes, caractérisé en outre par le fait que les points de montage des crémaillère et pignon sont fixés soit directement au châssis ou à la caisse du véhicule,soit indirectement par l'intermédiaire d'organes élastiques tels que des blocs de caoutchouc ou Silentbloc#