Brevet FR2453770A1 — publié le 19801107

La présente invention concerne les dispositifs de commande de direction de véhicules, comprenant d'une part, une barre transver sale à crémaillère dont les extrémités sont reliées aux roues directrices, qui est montée coulissante dans deux paliers fixés à la structure du véhicule par des supports, et qui coopère avec un pignon solidaire d'une colonne de direction, et d'autre part un système hydraulique d'assistance de direction comportant un vérin à double effet dont le cylindre est coaxial à la barre et dont le piston est porté par ladite barre, cette dernière s'étendant de part et d'autre du piston au travers des deux chambres du cylindre. Il est généralement prévu un poussoir pressant élastiques ment le pignon sur la crémaillère. Ce poussoir et le pignon consti- tuent alors l'un des paliers de guidage de la barre, Le deuxième palier est constitué le plus souvent par une portée cylindrique fixe extérieure au cylindre ou parfois par une portée mobile pour une collerette de la barre. Le cylindre et les paliers étant fixes, le cylindre est rigidement maintenu par rapport aux paliers. I1 en résulte que, lorsque la barre tend à fléchir entre ses paliers, du fait des ef- forts non axiaux, appliqués à ses extrémités, le coulissement du piston dans le cylindre et celui de la barre dans les deux alésages de sortie de cylindre s'effectuent avec un frottement plus élevé et l'étanchéité est moins sure0 Pour remédier à cet inconvénient, on peut assurer un léger déplacement radial relatif entre la barre et le cylindre. On a proposé, à cet effet, de constituer le piston par une collerette d'un tube qui enveloppe la barre avec un espace rao dial suffisant pour autoriser la flexion de celle-ci et dont l'ex- trémité éloignée de la collerette est liée à la barre par une rotulle Mais les portées coulissantes doivent alors avoir des diamètres importants, ce qui rend l'étanchéité difficile à réaliser et entraine des frottements importants, en outre, le dispositif de commande devient encombrant et coûteux, On a également proposé d'utiliser un piston présentant une certaine élasticité radiale et d'assurer le guidage de la bar re à la sortie du cylindre du caté de la crémaiflère par un guide porté par un tube relativement flexible disposé à l'intérieur du cylindre. Mais la surface intérieure du cylindre doit alors etre relativement importante pour pouvoir contenir le guide; les chambres de travail du cylindre sont de ce fait volumineuses et le débit du liquide du vérin lors du déplacement du piston devient excessif. La présente invention, due à la collaboration de MM. -EJéan PERINEAU et Denis RICHARD a pour objet un dispositif de commande de direction de véhicule du type ci-dessus, qui réduit toute augmentation du frottement lors de la flexion de la barre tout en ne présentant pas les inconvénients mentionnés ciwdessus. Le dispositif selon l'invention est caractérise en ce que le cylindre est fixé à l'une seule de ses extrémités sur le sup- port d'un des paliers et en ce que son autre extrémité présente une mobilité radiale par rapport à ce palier0 Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, l'extrémité fixe du cylindre est ancrée au support de palier et la paroi de ce cylindre est suffisamment mince pour lui permettre de fléchir en mEme temps que la barre. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, 1extré- mité fixe du cylindre est reliée au support de palier par l'in termédiaire d'une rotule. En variante, le corps du palier et le cylindre sont reliés à un support fixe par l'intermédiaire de moyens assurant son immobilisation axiale et une légère mobilité angulaire et comportant, par exemple, une rotule. Gracie à cette disposition, la barre peut fléchir entre ses paliers, sans que cela entrasse une augmentation notable des frottements 4 De plus, la section du cylindre peut Btre faible, de sorte que le débit du liquide d'alimentation du vérin est fai ble9 ce qui réduit les pertes de charge hydrauliques et la consommation d'énergie d'assistance. Dans le cas où le cylindre est logé dans un bottier qui constitue par ses extrémités les supports des paliers, ce bottier ne constitue qu'un support. Il peut donc avoir une paroi mince et être réalisé, par exemple, par coulée sous pression; en effet, une porosité éventuelle n'est pas un inconvénient, étant donné que le liquide sous pression ne se trouve pas au contact de sa paroi, On a décrit ci-apres, à titre d'exemples non limitatifs, divers modes de réalisation du dispositif de commande selon l'invention, avec référence aux dessins annexés dans lesquels La Figure I est une vue en élévation avec coupe partielle de l'ensemble du dispositif de commande, La Figure 2 est une vue en coupe axiale d'une partie du dispositif, dans un premier mode de réalisation;; Les Figures 3 à 5 sont des vues semblables à la Figure 2 d'autres modes de réalisation. Tel qu'il est représenté au dessin, le dispositif de comv mande selon l'invention comprend un bottier 1 dans lequel est montée pivotante l'extrémité d'une colonne de direction 2 portant un pignon 3. Une barre transversale 4 est montée coulissante dans le boitier 1 et comporte, au voisinage de l'une de ses extrémités, une partie dentée 4a qui constitue une crémaillère et engrène avec le pignon 3. Un poussoir 5 soumis à l'action d'un ressort 6 exerce sur la barre 4, au droit de la colonne de direction 2, un effort radial qui assure le contact d'engrènement entre le pignon et la crémaillère.Ce poussoir et le pignon constituent un palier qui guide l'extrémité de la barre 4 située du cté de la crémaillère0 L'autre extrémité de la barre est guidée par un deuxième palier dont le support est constitué par l'extrémité d'une partie la du bottier 1 située à l'opposé de la colonne de direction. Chaque extrémité de la barre 4 porte une rotule 7 qui la relie à l'une des extrémités d'une biellette 8 dont l'autre ex trémité est liée à la roue directrice correspondante non représen tée. Comme le montre la Figure 2, la partie la du bottier 1 est élargie et contient un cylindre 9, à paroi mince, avec lequel coopère un piston 10 fixé sur la barre 4. Ce cylindre communique avec un distributeur par des raccords lla et llb qui traversent une fente longitudinale lb de la partie la du bottier0 Ce distri buteur est commandé, de marnière connue en soi, par un élément sensible au couple exercé sur la colonne de direction 2. La fente lb permet la mise en place par coulissement du cylindre 9 dans le bottier 1, malgré la présence des raccords lla et llb. La barre 4 traverse un palier 12a monté sans jeu dans l'extrémité extérieure du cylindre 9, et qui constitue l'un des alésages de sortie de ce cylindre, l'étanchéité étant assurée par des joints 13a et 14a; cette extrémité du cylindre est elle-m8me montée sans jeu dans la partie la du bottier et bloquée axialement par une vis 15. Une frette 16 disposée autour du bottier rigidifie celui-ci, au droit de son extrémité comportant la fente lb. De manière analogue, la barre 4 traverse un palier 12b monté sans jeu dans l'extrémité intérieure du cylindre, et qui constitue l'autre alésage de sortie de ce cylindre, l'étanchéité étant assurée par des joints l3b et l4b. Mais cette extrémité intérieure est montée avec jeu radial dans la partie la du bottier et en appui axial contre une bague souple 17, par exemple en caoutchouc mousse. Cette bague assure un contact élastique entre le fond du cylindre et le bottier; elle assure en outre une étanchéité vis-à-vis des impuretés extérieures. A son extrémité portant la crémaillère 4a, la barre 4 traverse avec jeu une bague 18 montée dans l'extrémité correspondante du bottier 1 et servant de butée axiale pour la rotule 7, On voit ainsi que la barre 4 est portée uniquement par deux paliers, à savoir le palier 12a qui est ancré dans le bottier 1, et le palier constitué par le poussoir 5 et le pignon 3. Le palier 12b et l'extrémité intérieure du cylindre 9 qui le porte peuvent se déplacer radialement par rapport au bottier 1 par déformation élastique du cylindre prévu suffisamment mince pour fléchir en méme temps que la barre lorsque des efforts non axiaux sont appliqués à ses extrémités par les biellettes 8. Le mode de réalisation de la Figure 3 est semblable, dans ses grandes lignes à celui de la figure 2, mais la partie la du bottier comporte une ouverture latérale lc qui est suffisamment grande pour y permettre l'introduction du cylindre 9, avant enga- gement de la barre 4, et qui est fermée par un couvercle 19 en matière plastique. Ce couvercle est muni de deux ouvertures pour le passage de raccords Ila et llb; le maintien axial du cylindre 9 dans le bottier est assuré par une vis 15. Dans le mode de réalisation de la Figure 4, l'extrémité extérieure du cylindre 9 est fermée par un bouchon 20 vissé dans le boitier et ce cylindre est immobilisé axialement par une goupille d'arrêt 21, elle-mame verrouillée par une goupille 22. Par ailleurs, le raccord llb est porté par le boîtier et communique avec le cylindre par un orifice 23 pratiqué dans ce cylindre et une rainure longitudinale 24 prévue à la périphérie du palier 12a. Comme dans le mode de réalisation de la Figure 3, la partie la du boîtier comporte une ouverture latérale lc fermée par un couvercle 19; mais ce couvercle ne s'étend que jusqu'au raccord llb. De son côté, le raccord lla est porté par une bague 25 emmanchée sur l'ex- trémité interne du cylindre 9. Lors du montage, la bague 25 avec l'embout Ila est introduite dans l'ouverture lc du boitier et le couvercle 19 est mis en place assurant, par coopération avec l'embout Ila, le positionnement de la bague 25; le cylindre 9 est alors introduit axialement dans le bottier et dans la bague, puis immobilisé par la goupille 21.Dans cette disposition, les dimensions de l'ouverture lc et du couvercle 19 peuvent etre réduites à celles juste nécessaires pour l'introduction de la bague 25 dans le boi- tier. Dans le mode de réalisation de la Figure 5, l'extrémité extérieure du cylindre 9 est montée dans la partie la du bottier par l'intermédiaire d'une rotule 26 qui entoure le cylindre et dans laquelle est vissé le raccord llb. Ce raccord traverse également une ouverture prévue dans la paroi du cylindre, ce qui fixe la position de la rotule sur le cylindre, La rotule est interposée entre deux bagues d'appui sphériques 27 qui sont maintenues dans le bottier par la bague filetée 20. Comme dans le mode de réalisation de la Figure 4, le palier 12a comporte une rainure longitudinale périphérique pour le passage du liquide du vérin. La liaison sphérique entre la rotule 26 et les bagues 27 permet au cylindre 9 d'osciller légèrement et par suite au palier 12b d'être mobile radialement par rapport au bottier 1, notamment lors des fléchissements de la barre 4 entre ses paliers fixes 12a et 3-50 En variante, une même légère oscillation du cylindre peut titre obtenue par d'autres moyens de liaison à mobilité angulaire, par exemple en réalisant avec un faible jeu radial (quelques centièX mes de millimètre) l'assemblage cylindrique entre l'extrémité fixe du cylindre et l'alésage du bottier au droit du palier 12a selon les modes de réalisation des figures 2 à 4. I1 va de soi que la présente invention ne doit pas être considérée comme limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. REVENDICAICLONS 1. - Dispositif de commande de direction de véhiculez comprenant d'une part, une barre transversale à crémaillère dont les extrémités sont reliées aux roues directrices, qui est montée coulissante dans deux paliers fixés à la structure du véhicule par des supports, et qui coopère avec un pignon solidaire d'une colonne de direction, et d'autre part un système hydraulique d'assistance de direction comportant un vérin à double effet dont le cylindre est coaxial à la barre et dont le piston est porté par ladite barre, cette dernière s'étendant de part et d'autre du piston au travers des deux chambres du cylindre, ca caractérisé en ce que le cylindre est fixé à l'une de ses extrémités sur le support d'un des paliers et en ce que son autre extrémité présente une mobilité radiale par rapport à ce palier. 2. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité fixe du cylindre est ancrée au support de palier-, et en ce que la paroi de ce cylindre est suffisamment mince pour lui permettre de fléchir en même temps que la barre. 3. - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité fixe du cylindre est reliée au support de palier par l'intermédiaire de moyens assurant son immobilisation axiale et une légère mobilité angulaire. 4. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent une rotule. 5. - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent une goupille ou une vis d'immo bilisation axiale, et l'assemblage avec jeu radial de l'extrémité fixe du cylindre dans un alésage du support de palier. 6. - Dispositif selon les revendications 1 à 5, dans lequel un bottier contient le cylindre et constitue par ses extrémités les supports de paliers, caractérisé en ce que le cylindre est fixé dans l'extrémité du bottier opposée à la colonne de direction, et en ce que le palier correspondant est constitué par une bague formant le fond d'une des chambres du cylindre. 7. - Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que le bottier comporte une fente longitudinale pour le passage d'au moins un raccord porté latéralement par le cylindre 8. - Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le bottier comporte une ouverture latérale permettant l'introduction du cylindre et fermée par un couvercle traversé par au moins un raccord porté latéralement par le cylindre. 9. - Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'un raccord relié à l'une des chambres du cylindre est porté par le bottier alors qu'un autre raccord relié à 1'autre chambre est porté par une bague qui est emmanchée sur l'extrémité mobile radialement du cylindre, et en ce que le bottier comporte une ouverture latérale permettant l'introduction de la bague avec son raccord et fermée par un couvercle traversé par ledit raccord.