Brevet FR2477092A1 — publié le 19810904

1. La présente invention concerne un boîtier de di- rection pour mécanisme de direction d'un véhicule automobi- le, comprenant un pignon relié à l'arbre du volant et une crémaillère en prise avec le pignon et disposé de façon à commander les barres d'actionnement du mécanisme et mobile dans le sens longitudinal à l'intérieur du boîtier. Les boîtiers du type cité ci-dessus ont l'incon- vénient de donner naissance à des glissements importants entre les dents du pignon et de la crémaillère et, en par- l ticulier, entre les surfaces accouplées du boîtier et de la crémaillère entre lesquelles le mouvement longitudinal a lieu. Ces glissements produisent des forces de frotte- ment élevées qui rendent difficile la conduite du véhicule, en particulier au moment du départ ou à très petite vites- se. La présente invention a pour objet de prévoir un boîtier de direction du type indiqué ci-dessus, qui permet- te d'éviter l'inconvénient décrit précédemment et dans le- quel il faut des forces très réduites pour commander les mécanismes de direction dans lesquels le boîtier est incor- poré. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un boîtier du type indiqué ci-dessus qui puisse être utilisé dans des mécanismes de direction sans nécessi- 2. ter l'utilisation des servos classiques. Le boîtier de direction de la présente in- vention est caractérisé en ce que la crémaillère est suppor- tée par rapport au boîtier au moyen d'au moins une paire de bagues qui comportent des corps roulants circulant dans leur intérieur et sont disposées de façon à éviter un glissement direct entre des parties de la crémaillère et du boîtier. Selon la présente invention, interposées en- tre la crémaillère et le boîtier se trouvent une première bague qui comporte des corps roulants circulant en son in- térieur et est disposée près d'une extrémité du boîtier, et une seconde bague comportant des corps circulant en son intérieur et disposée près de la zone o le pignon et la crémaillère sont en prise. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une représentation schémati- que en coupe longitudinale du boîtier de direction selon un premier mode de réalisation de la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe prise le long de la ligne III-III de la figure 1; et La figure 3 est une vue en coupe semblable à celle de la figure 2, mais représentant un autre mode de réalisation de la présente invention. Le boîtier de direction de la présente in- vention comprend sensiblement un pignon 1, disposé dé façon à être relié à l'arbre du volant du véhicule, une crémaillère 2 comportant des dents 3 en prise avec celles du pignon, et un boîtier 4 contenant les organes précédents. Le pignon 1 est monté sans inconvénient, sur des sièges appropriés du boîtier 4 par interposition d'une paire de roulements 5. Le boîtier 4 du mode de réalisation de la présente invention, qui peut avoir n'importe quelle construc- tion appropriée comporte un corps central 6 dans un trou du- 3. quel est inséré un organe tubulaire 7 disposé de façon à contenir une partie de la crémaillère 2; cette crémaillère comprend des parties extrêmes sensiblement cylindriques 8 et 9 qui sont prévues pour être reliées, suivant une maniè- re appropriée, aux barres du mécanisme de direction dans lequel le boîtier est inséré. Selon la-présente invention, interposées entre la crémaillère 2 et le boîtier 4 se trouvent des première et seconde bagues comportant des corps roulants qui circulent dans leur intérieur, représentés généralement par les ré- férences 12 et 13, respectivement. La première bague est insérée dans le trou extrê- me de l'organe tubulaire 7 du boîtier 2 et est disposée de façon à supporter l'extrémité 8 de la crémaillère, et la seconde bague est logée dans un siège 14 formé sur le corps central 6 du boîtier près de la zone o le pignon et la crémaillère sont en prise, comme on le voit clairement dans la figure 2. Alors que la première bague 12 est du type fermé, la seconde bague comporte une ouverture longitudinale ayant des dimensions pré-établies; dans les modes de réali- sation représentés, la valeur angulaire de cette ouverture est de 1800, de façon à laisser un espace libre 15 qui, comme on peut le voir en figure 2; est occupé par les dents du pignon et de la crémaillère elle-même. Les bagues dans lesquelles circulent les corps roulants devant être utilisées avec le boîtier de la présente invention peuvent être de n'importe quel type, et chacune d'elles peut être une véritable bague compor- tant des canaux appropriés pour le logement des corps rou- lants, ces derniers étant disposés de façon à venir en contact avec la surface de l'organe accouplé à la bague pour en assurer le soutien, et sont à même de circuler dans des parties des canaux. Selon la présente invention, la seconde bague 13 dans laquelle circulent des corps roulants est poussée vers le pignon 1 par un moyen élastique approprié; dans le cas du 4. mode de réalisation de la figure 2, ce moyen élastique comprend un bloc 16 mobile à l'intérieur de la partie 6 du corps du bottier et poussé vers le pignon 1 par au moins un ressort hélicoIdal 17; le bloc comporte un siège 14 pour le logement de la bague 13. Dans le cas du mode de réalisation représenté en figure 3, le moyen élastique est constitué d'une ou plusieurs couches de matériau défor- mable 18, lesquelles sont interposées entre la surface ex- térieure de la bague elle-même et le siège 14 du bottier; commodément, le matériau est du caoutchouc ou un élastomè- re. Une troisième bague (non représentée) permet- tant la circulation de corps roulants peut être sans incon- vénient-placée entre l'autre. extrémité 9 de la crémaillère et un siège approprié du bottier, de façon à soutenir égale- ment cette extrémité par.rapport au bottier; avec une solu-' tion de cette nature, qui est adoptée lorsque les dimen- sions et la structure du bottier l'imposent, la crémaillère est-soutenue à ses extrémités par deux bagues dans lesquel- lIes circulent des corps roulants, alors que la réaction entre le pignon--et la crémaillère est supportée par la se-- c onde bague 13. =- -' Il est clair.qu'avec le bottier de direction _ -de la présente invention, le mouvement de la crémaillère 2 peut-s'effectuer sans friction par glissement, car il n'y -. a aucun.contact direct entre les surfaces accouplées de la crémaillère et du bottier, comme cela est le cas des bot- -: tiers de direction de l'art antérieur. Ainsi, pour I'ac- -- '-tioninement du mécanisme de direction dans lequel le bot- - 30 tier est inséré, des forces réduites doivent être mises en - - -: jeu; en -outre, un mécanisme de cette sature permet de ré- - duire, dans certaines limites, la nécessité d'utiliser des servos. - La première-bague-12 et éventuellement a - - troisième bague ont pour but de supporter la crémaillère -: 2 dans son mouvement longitudinal, alors que la seconde baglïXe.est destinée à.-supporter- la-réac ion -se produîsaf -. t-, * 5. entre le pignon 1 et la crémaillère 2 pendant qu'ils sont en prise. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifica- tions qui apparaîtront à l'homme de l'art. 6. REVENDICATIONS 1 - Boîtier de direction pour la commande du mé- canisme de direction d'un véhicule automobile, comprenant un pignon relié à l'arbre du volant de direction et une crémaillère en prise avec le pignon et prévue pour comman- der les barres d'actionnement du mécanisme et mobile dans une direction longitudinale à l'intérieur du boîtier, carac- térisé en ce que la crémaillère est supportée par rapport au boîtier au moyen d'au moins une paire de bagues dans les- quelles circulent des corps roulants et qui sont capables d'éviter un glissement direct entre certaines parties de la crémaillère et du boîtier. 6 2 - Boîtier de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre la crémaillère et le boîtier sont interposés une première bague dans laquelle circulent des corps roulants et qui est disposée près d'une extrémité du boîtier, et une seconde bague dans laquelle circulent des corps roulants et qui est disposée près de la zone o le pignon est en prise avec la crémaillère. 3 - Boîtier de direction selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde bague est ouverte dans une direction longitudinale de façon à laisser un espace libre pouvant recevoir une partie des dents de la crémail- lère et du pignon. 4 - Boîtier de direction selon l'une des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il camorend une troi- sième bague dans laquelle circulent des billes et qui est interposée entre la crémaillère et le boîtier, cette troi- sième bague étant disposée à l'extrémité du boîtier. 5 - Boîtier de direction selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que la seconde bague dans laquelle circulent des billes est poussée vers le pignon par un moyen élastique. 6 - Boîtier de direction selon la revendica- tion 5, caractérisé en ce que le moyen élastique comprend un bloc mobile à l'intérieur du boîtier muni d'un siège pour la seconde bague et poussé vers le pignon par au moins un ressort. 7. 7 - Boîtier de direction selon la revendication , caractérisé en ce que le moyen élastique comprend une couche de matériau déformable qui est interposée entre la surface extérieure de la seconde bague et un siège de la bague elle-même formé dans le boîtier. 8 - Bottier de direction selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau est du caoutchouc ou un élastomère. 9 - Boîtier de direction selon l'une des reven- dications 1 à 8, caractérisé en ce que les corps roulants sont des billes.