Brevet FR2460246A1 — publié le 19810123

L'invention, due à la collaboration de Monsieur Jean, Gérard PERINEAU, est relative à des perfectionnements apportés aux directions assistées, pour véhicules auto mobiles, à arbre de commande propre à entralner en rotation, par l'intermédiaire d'un organe d'accouplement, un pignon coopérant avec une crémaillère, directions du genre de celles qui comportent un tiroir dont les déplacements assurent l'alimentation en fluide sous pression d'un moteur d'assistance de la crémaillère, le susdit pignon étant monté de manière à pouvoir se déplacer axialement et étant lié, suivant la direction axiale, au tiroir, ce pignon comportant des dents inclinées par rapport à son axe, propres à coopérer avec des dents complémentaires de la crémaillère, maintenue fixe suivant la direction de l'axe, de telle sorte que le pignon et le tiroir se déplacent axialement en réponse à un mouvement de rotation de l'arbre. L'invention a pour but, surtout,de rendre les directions assistées du genre en question telles qu'elles répondent mieux que jusqu'à présent aux diverses exigences de la pratique, et notamment telles que l'ensemble du pignon et du tiroir puisse couliser dans de bonnes conditions et qu'une filtration des vibrations soit assurée entre cet ensemble pignon-tiroir et l'arbre de commande. Selon l'invention, une direction assistée, du genre défini précédemment, est caractérisée par le fait que l'organe d'accouplement est constitué par un joint coulissant incorporé dans un bloc de matériau élastique, notamment élastomère. Avantageusement, le joint coulissant est un joint bipode à galets sphériques montés aux extrémités d'un axe orthogonal à l'arbre, et coulissant dans des rainures lon gitudinales, notamment cylindriques. Le bloc de matière élastique peut présenter une épaisseur minimale dans le plan passant par l'axe de l'arbre et perpendiculaire à l'axe portant les galets. De préférence, le bloc de matière élastique comporte des alvéoles prévus dans les zones de ce bloc situées, suivant la direction de l'axe portant les galets, de part et d'autre des extrémités longitudinales de cet axe, tandis que des zones du bloc ayant l'épaisseur maximale sont situées sensiblement au droit des rainures. Le bloc élastique est logé à l'intérieur d'un boitier rigide, tandis que les rainures longitudinales, recevant les galets, sont prévues dans une pièce entourant ces galets et noyée dans le bloc de matière élastique le susdit boitier est généralement solidaire de l'arbre tandis que l'axe portant les galets est solidaire d'un prolongement du pignon. La section intérieure de la pièce comportant les rainures recevant les galets est sensiblement formée par trois parties de cercles sécants, la partie de cercle médiane recevant le prolongement du pignon tandis que les parties de cercle extrêmes déterminent les susdites rainures longitudinales. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en certaines autres disposisitions dont il sera plus explicitement question ciaprès à propos d'un mode de réalisation particulier décrit avec référence au dessin ci-annexé, mais qui n'est nullement limitatif. La figure 1, de ce dessin, est une vue en coupe axiale, avec parties en extérieur et parties arrachées d'une direction assistée selon l'invention. La figure 2, enfin, est une coupe suivant II-II figure 1. En se reportant au dessin, notamment à la figure 1, on peut voir une direction assistée pour véhicule automobile, à arbre de commande partiellement représenté. Il est clair que la partie représentée de l'arbre est généralement reliée par un joint de transmission à la partie d'arbre (non représentée) entrainée par le volant. L'arbre 1 est propre à entrainer en rotation, par l'intermédiaire d'un organe d'accouplement A, un pignon 2 coopérant avec une crémaillère 3 ; l'ensemble du pignon et de la crémaillère est monté dans un boitier B. Cette direction comporte un tiroir 4 dont les déplacements assurent l'alimentation en liquide sous pression d'un moteur d'assistance, formé par un vérin 5, propre à entrainer la crémaillère. Le liquide sous pression est fourni par une source de pression P puisant dans un réservoir de liquide R. Le pignon 2 est monté dans le boitier B de manière à pouvoir se déplacer axialement suivant la direction D. Le pignon est lié suivant la direction axiale au tiroir 4 , ce tiroir est, de préférence, coaxial au pignon et la liaison est assurée notamment par une articulation à rotule 6. Cependant, le tiroir pourrait ne pas etre coaxial au pignon. Le pignon 2 comporte des dents 7 inclinées par rapport à son axe, propres à coopérer avec des dents complémentaires 8 de la crémaillère 3 ; la crémaillère est maintenue fixe, par le boitier B, suivant la direction D de l'axe de telle sorte que le pignon 2 et le tiroir 4 se déplacent axialement, en réponse-à un mouvement de rotation de l'arbre 1, par suite de la coopération des surfaces inclinées des dents 7 et 8. L'organe d'accouplement A est constitué par un joint coulissant 9, du type joint universel, incorporé dans un bloc 10 de matériau élastique, notamment de matière élastomère. Le joint 9 est un joint bipode à galets sphériques 11, montés aux extrémités d'un axe 12 orthogonal à l'arbre 1. Les galets 11 coulissent dans des rainures longitudinales 13, 14, cylindriques. L'axe 12 est solidaire d'un prolongement cylindrique coaxial 15 du pignon 2, et traverse ce prolongement suivant un diamètre. Le bloc de matière élastique 10 présente une épaisseur e minimale dans le plan Q (figure 2) passant par l'axe de l'arbre 1, et perpendiculaire à l'axe 12 (lorsqu'il est en position moyenne). Comme visible sur la figure 2, l'épaisseur du bloc 10, suivant une direction parallèle au plan Q et orthogonale à D augmente progressivement de part et d'autre du plan Q lorsque l'on s'éloigne de ce plan. Des alvéoles 16 sont prévus dans les zones 17, 18 de ce bloc situées, suivant la direction de l'axe 12, de part et d'autre des extrémités longitudinales de cet axe.Comme visible sur la figure 2, ces alvéoles 17 ont une forme allongée suivant la direction périphérique on voit, d'après la figure 1, que les alvéoles 16 s'étendent sensiblement sur toute la longueur axiale du bloc 10 ces alvéoles sont ouverts à leur extrémité tournée vers le pignon 2 et fermés à leur autre extrémité. Le bloc élastique 10 est logé à l'intérieur d'un boitier rigide 19, dont la forme de la section transversale est visible sur la figure 2. Ce boîtier comporte un fond 20 (fig. 1) tourné vers l'arbre 1 et muni de goujons 21 pour la fixation du boitier 19 sur un flasque 22 solidaire de l'arbre 1. Les goujons 21 comportent des têtes 23 situées à l'intérieur du boîtier et noyées dans le fond transversal du bloc élastique 10. Le boîtier 19 est fermé, du côté du pignon 2, par un couvercle souple S démontable. Les rainures longitudinales 13, 14, sont prévues dans une pièce 24 rigide, métallique et noyée dans le bloc 10 de matière élastique. Comme visible sur la figure 2, la section intérieure de la pièce 24 est sensiblement formée par trois parties de cercles sécants ; la partie de cercle médiane 25 reçoit le prolongement 15 du pignon 12, tandis que les parties de cercles extrêmes déterminent les susdites rainures 13, 14. On voit, d'après la figure 2, que les zones du bloc 10 ayant l'épaisseur transversale maximale E sont situées sensiblement au droit des rainures 13 et 14, tandis que les alvéoles 16 sont compris entre ces zones de plus forte épaisseur. Le bloc 10 présente ainsi une flexibilité notable en rotation et autorise des débatteménts angulaires relatifs notables entre le joint universel proprement dit, formé par la pièce 24, les galets 11 et l'axe 12 relié au pignon, et le boitier extérieur 19 relié à l'arbre de manoeuvre. L'invention procure une bonne qualité de fonc tionnement de la direction par la fidélité du coulissement dutiroir 4, contrôlant l'assistance hydraulique, grace à l'accouplement sur galets 11. Le libre coulissement du tiroir est assuré même lorsqu'un couple de manoeuvre notable est appliqué. L'enconbrement de la direction et son prix de revient sont réduits du fait que l'organe d'accouplement permet non seulement d'assurer le libre coulissement de l'ensemble tiroir-pignon, mais aussi un non alignement des axes de l'arbre 1 et du pignon 2, et la filtration des vibrations susceptibles de remonter de l'essieu direc teur vers le volant de manoeuvre solidaire de l'arbre de commande. RE\'EEDICATIONS 1. Direction assistée pour véhicule automobile à arbre de commande propre à entrainer en rotation, par l'intermédiaire d'un organe d'accouplement, un pignon coopérant avec une crémaillère, comportant un tiroir dont les déplacements assurent l'alimentation en fluide sous pression d'un moteur d'assistance de la crémaillère, le susdit pignon étant monté de manière à pouvoir se déplacer axialement et étant lié, suivant la direction axiale, au tiroir, ce pignon comportant des dents inclinées par rapport à son axe, propres à coopérer avec des dents complémentaires de la crémaillère, maintenue fixe suivant la direction de l'axe,de telle sorte que le pignon et le tiroir se déplacent axialement en réponse à un mouvement de rotation de l'arbre, caractérisée par le fait que l'organe d'accouplement est constitué par un joint coulissant incorporé dans un bloc de matériau élastique, notamment élastomère. 2. Direction assistée selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le joint coulissant est un joint bipode à galets sphériques montés aux extrémités d'un axe orthogonal à l'arbre, et coulissant dans des rainures longitudinales, notamment cylindriques. 3. Direction assistée selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le bloc de matière élastique présente une épaisseur minimale dans le plan passant par l'axe de l'arbre et perpendiculaire à l'axe portant les galets, cette épaisseur augmentant progressivement lorsqu'on s'éloigne de part et d'autre de ce plan, l'épaisseur dudit bloc étant maximale dans les zones situées sensiblement au droit des rainures. 4. Direction assistée selon la revendication 2 ou 3, caractérisée par le fait que le bloc de matière élastique comporte des alvéoles prévus dans les zones de ce bloc situées, suivant la direction de l'axe portant les galets, de part et d'autre des extrémités longitudinales de cet axe. 5. Direction assistée selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée par le fait que le bloc élastique est logé à l'intérieur d'un boitier rigide, tandis que les rainures longitudinales, recevant les galets, sont prévues dans une pièce entourant ces galets et noyée dans le bloc de matière élastique. 6. Direction assistée selon la revendication 5, caractérisée par le fait que le boîtier est solidaire de l'arbre, tandis que 1' axe portant les galets est solidaire d'un prolongement du pignon. 7. Direction assistée selon la revendication 6, caractérisée par le fait que la section intérieure de la pièce comportant les rainures recevant les galets est sensiblement formée par trois parties de cercles sécants, la partie de cercle médiane recevant le prolongement du pignon tandis que les parties de cercles extrêmes déterminent les susdites rainures longitudinales.