Brevet FR2690122A1 — publié le 19931022

La présente invention concerne un ensemble de crémaillère de direction assistée pour véhicule automobile. L'invention concerne plus particulièrement un ensemble de crémaillère, du type de celui décrit et représenté dans le document GB-A-1.105.980, comportant d'une part une barre de crémaillère qui est montée coulissante dans un boîtier de crémaillère, dont chacune des deux extrémités est reliée à un organe de commande de pivptement d'une roue associée qui est agencé à l'extérieur du boîtier de crémaillère, et dont une portion comporte une crémaillère qui coopère avec un pignon d'entraînement direct de la crémaillère, et comportant d'autre part un vérin d'assistance intégré au boîtier dont le cylindre annulaire est délimité radialement vers l'extérieur par une paroi cylindrique interne du boîtier et vers l'intérieur par la paroi cylindrique externe d'un élément tubulaire qui porte le piston du vérin, qui est traversé par la barre de crémaillère à laquelle il est relié par l'une de ses extrémités et qui s'étend axialement le long de cette dernière en dehors de la portion qui comporte la crémaillère. Dans ce document, la barre de crémaillère est réalisée en une seule pièce dans un métal coûteux possédant des caractéristiques élevées pour la réalisation de la crémaillère. Cette conception a pour inconvénient d'accroître inutilement le coût de la barre de crémaillère. Afin de remédier à cet inconvénient, l'invention propose que la barre de crémaillère comprenne une première partie sur laquelle est formée la crémaillère et une seconde partie de liaison dont une première extrémité est reliée à la première partie de la barre de crémaillère et dont la seconde extrémité est reliée à l'organe de commande associé. Dans l'ensemble de crémaillère de direction décrit et représenté dans le document GB-A-1.105.981, pour éviter que des déformations de flamabage de la longue barre n' induise des frottements nuisibles au coulissement du piston du vérin, la barre présente une large section la rendant lourde et coûteuse, et sa liaison avec le piston s'effectue au moyen d'une rotule, de fiabilité incertaine. Afin de remédier à cet inconvénient, l'invention propose que la première partie de la barre de crémaillère soit guidée en coulissement axial à l'intérieur du boîtier de crémaillère au voisinage de son extrémité à laquelle est reliée la seconde partie de la barre de crémaillère. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la première partie de la barre de crémaillère comporte une bague de guidage qui est fixée au voisinage de son extrémité à laquelle est reliée la seconde partie de la barre et qui est montée coulissante à l'intérieur d'une paroi cylindrique interne du boîtier - le boîtier comporte un tube dont la surface intérieure constitue la paroi cylindrique interne avec laquelle coopère le piston du vérin d'assistance et la bague de guidage de la première partie de la barre de crémaillère ; - les deux parties de la barre de crémaillère sont reliées entre elles par une liaison filetée, la première extrémité de la seconde partie de la barre de crémaillère étant filetée et montée vissée dans un perçage taraudé formé coaxialement dans l'extrémité de la première partie de la barre de crémaillère, notamment de manière à permettre le réglage de la longueur de la barre de crémaillère ; - la seconde extrémité de la seconde partie de la barre de crémaillère est filetée et est montée vissée dans une portion taraudée formée dans l'alésage interne de l'élément tubulaire du vérin d'assistance au voisinage de l'extrémité de cet élément, notamment de manière à permettre le réglage de la position axiale de la barre de crémaillère par rapport au vérin d'assistance - l'organe de commande du pivotement de la roue qui est relié à la seconde extrémité de la seconde partie de la barre de crémaillère comporte un goujon fileté qui est monté vissé dans la portion taraudée de l'alésage interne de l'élément tubulaire du vérin - l'intérieur de l'élément tubulaire du vérin communique avec l'extérieur du boîtier de la crémaillère à travers au moins un passage dont les extrémités débouchent axialement de part et d'autre de la portion taraudée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels - La figure 1 est une vue en section selon la ligne 1-1 de la figure 2 d'un ensemble de crémaillère réalisé conformément aux enseignements de l'invention - la figure 2 est une vue de dessus de l'ensemble de crémaillère illustré à la figure I - la figure 3 est une vue en section axiale à plus grande échelle d'un tronçon de l'ensemble de crémaillère illustré à la figure 1 - la figure 4 est une vue à plus grande échelle et en section axiale d'une variante de réalisation de la portion d'extrémité de droite de l'ensemble de crémaillère illustré aux figures 1 et 3 - la figure 5 est une vue en section axiale partielle selon la ligne 5-5 de la figure 4 - les figures 6 et 7 sont des vues similaires à celles des figures 4 et 5 illustrant une autre variante de réalisation de la portion d'extrémité de l'ensemble de crémaillère. L'ensemble de crémaillère 10 illustré aux figures 1 et 2 est pour l'essentiel constitué par un boîtier de crémaillère 12 et par une barre de crémaillère 14 qui est montée coulissante axialement dans le boîtier 12 qui est de forme générale cylindrique creuse. Le boîtier de crémaillère 12 comporte un tube cylindrique extérieur 13 et un carter d'extrémité 16. Le carter 16 comporte un manchon axial d'extrémité 18 qui est reçu dans la paroi cylindrique interne 20 du tube 14. Le carter 16 est immobilisé axialement par rapport au tube 13 au moyen d'un pion radial 22. Le carter 16 est une pièce de fonderie qui permet le montage à rotation du pignon 24 d'entraînement direct de la barre de crémaillère 14 ainsi que le montage coulissant d'un poussoir 26 qui coopère avec la face inférieure en vis-à-vis 27 de la barre de crémaillère 14. La barre de crémaillère 14 s'étend axialement selon l'axe X-X à l'intérieur du boîtier de crémaillère 12 de manière que ses extrémités axiales opposées 28 et 30 puissent être reliées chacune à un organe de commande du pivotement d'une roue directrice associée telle que par exemple un boîtier 32, 34 comportant une rotule d'articulation. Conformément aux enseignements de l'invention, la barre de crémaillère 14 est réalisée en deux parties 36 et 38. La première partie 36, située à gauche en considérant les figures 1 à 3, constitue la crémaillère proprement dite, c'est-à-dire que sa face opposée à la face 27 comporte les dents 40 avec lesquelles coopère le pignon de crémaillère 24. L'extrémité axiale externe 42 de la première partie 36 de la barre de crémaillère, agencée à l'extérieur du boîtier de crémaillère 12, constitue l'extrémité axiale 28 de la barre de crémaillère à laquelle est fixé le boîtier 32 qui comporte un goujon fileté 44 qui est monté vissé dans un perçage taraudé 46 de l'extrémité 42. L'extrémité axiale interne 48 de la première partie 36 de la barre de crémaillère est reliée à la première extrémité axiale 50 de la seconde partie 38 de la barre de crémaillère. La seconde partie 38 est constituée par une barre cylindrique de faible diamètre dont la portion d'extrémité de plus grand diamètre 50 est une portion filetée qui est montée vissée dans un perçage taraudé 52 formé dans l'extrémité axiale interne 48 de la première partie 36 de la barre de crémaillère. La première partie 36 comporte, au voisinage de son extrémité axiale interne 48, une bague de guidage 54 qui est montée sertie sur la surface cylindrique exterieure 56 de l'extrémité 48 et dont la surface cylindrique exterieure 58 coulisse le long de la paroi cylindrique interne 20 du tube 13 afin de guider en coulissement la première partie 36 de la barre de crémaillère et ainsi de minimiser le flambage de la barre 36, 38 entre les extrémités du boîtier 12 relié à la structure du véhicule à travers les pattes et brides de fixation 60 et 62. L'ensemble de crémaillère 10 comporte également un vérin d'assistance hydraulique. Le vérin est du type annulaire et sa chambre de commande 64 est délimitée radialement vers l'extérieur par la paroi cylindrique interne 20 du tube 13 et radialement vers l'intérieur par la paroi cylindrique externe 66 d'un élément tubulaire interne 68 qui constitue la tige du vérin d'assistance. Le piston 70 du vérin d'assistance est immobilisé axialement par sertissage sur la tige tubulaire 68 et coopère de manière étanche, au moyen d'un joint 72, avec la paroi interne 20 du tube 13 pour diviser axialement la chambre de commande 64 du vérin en deux chambres 64A et 64B dont chacune est reliée à une source de pression (non représentée) par un raccord de pression 74A, 74B rapporté par soudage sur le tube 13. La chambre annulaire de commande du vérin d'assitance est délimitée axialement par deux paliers étanches 76A et 76B. Chacun des paliers comporte une bague 78A, 78B qui assure le guidage en coulissement de la tige tubulaire 68 du vérin et par une douille 80A, 80B qui porte le joint d'étanchéité 82A, 82B et qui est maintenue par sertissage de celui-ci dans la paroi du tube 13. La seconde partie 38 de la barre de crémaillère 14 s'étend axialement à l'intérieur de l'alésage interne 84 de la tige tubulaire creuse 68 du vérin d'assistance. La liaison axiale entre la tige de vérin 68 et la barre de crémaillère 14 est réalisée au voisinage de l'extrémité-axiale 30 de cette dernière. Dans ce but, la seconde extrémité axiale 86 de la seconde partie 38 de la barre de crémaillère 14 est une portion de plus grand diamètre qui est filetée extérieurement et qui est reçue dans une portion taraudée 88 de l'alésage interne 84 de la tige de vérin 68 formée au voisinage de l'extrémité axiale 90 de la tige qui s'étend à l'extérieur du tube de crémaillère. La portion d'extrémité 86 comporte également un perçage axial taraudé 92 dans lequel est monté vissé un goujon fileté 94 du boîtier de rotule 34. La portion d'extrémité 86 de la seconde partie 38 de la barre de crémaillère comporte également un évidement central 96 dans lequel est formé un six-pans creux 98 permettant l'entraînement en rotation de la seconde partie 38. L'évidement 96 est également relié par un trou incliné 100 à l'intérieur de la tige tubulaire 68 du vérin. Le goujon fileté 94 comporte un passage axial 102 qui se termine par un trou incliné 104 qui relie le passage 102 à l'extérieur par l'intermédiaire d'une rondelle 106 comportant des rainures radiales 108 et qui est interposée entre la face radiale d'extrémité de la tige tubulaire 68 et la face radiale en vis-à-vis du boîtier de rotule 34. L'évidement 96 et les trous ou passages 100, 102, 104 et 108 constituent un passage qui permet de relier l'extérieur à l'intérieur de la tige tubulaire 68 du vérin. L'intérieur de la tige 68 qui communique avec l'intérieur du tube 13 communique également axialement avec l'intérieur du carter 16 grâce à une série de passages axiaux 110 formés dans la bague de coulissement 54. L'intérieur du boîtier de crémaillère 12 communique ainsi, par ses deux extrémités axiales, avec l'extérieur et il est ainsi possible de mettre également en communication deux soufflets d'étanchéité d'extrémité qui ne sont pas représentés sur les figures. La liaison filetée 50, 52 entre les deux parties 36, 38 de la barre de crémaillère 14 permet de régler la longueur de la barre. La liaison filetée 86, 88 entre la portion d'extrémité 86 de la seconde partie 38 de la barre de crémaillère 14 et la portion d'extrémité 90 de la tige 68 permettent de régler la position axiale relative de ces deux éléments. On remarquera que ces différents réglages peuvent être effectués après l'assemblage de l'ensemble de crémaillère, et notamment après le sertissage de la douille 80B grâce au six-pans creux 98. On décrira maintenant la variante de réalisation illustrée aux figures 4 et 5. Dans cette variante, l'évidement 96 et le trou 100 sont remplacés par une série de rainures axiales 110 qui sont formées dans la portion filetée 86 de la seconde partie 38. La rondelle 106 est ici une rondelle pleine, et le passage axial 102 formé dans le goujon fileté 94 est prolongé par un passage radial 112 de manière que l'intérieur de la tige tubulaire 68 communique avec l'extérieur par les rainures axiales 111 et les passages 102 et 112 percés dans le boîtier de rotule 34. On décrira maintenant la variante de réalisation illustrée aux figures 6 et 7. Dans cette variante, la portion d'extrémité 86 de la seconde partie 38 de la barre de crémaillère est équipée d'une douille axiale 114 qui lui est fixée axialement par des sertissages 116. La surface externe de la douille 114 comporte un filetage 118 afin de permettre le vissage de l'extrémité 86 de la seconde partie 38 dans la portion taraudée 88 de l'alésage interne de la tige tubulaire 68. La douille 114 est également taraudée intérieurement pour permettre le vissage du goujon fileté 94. L'intérieur de la tige 68 communique avec l'extérieur par l'intermédiaire de rainures axiales 120 qui sont formées dans la portion taraudée 88 et par des rainures radiales 122 agencées dans la face d'extrémité de la tige 68 ou dans une rondelle d'appui telle que 106. REVENDICATIONS 1. Ensemble (10) de crémaillère de direction assistée pour véhicule automobile du type comportant une barre de crémaillère (14) qui est montée coulissante dans un boîtier de crémaillère (12), dont chacune des deux extrémités (28, 30) est reliée à un organe (32, 34) de commande du pivotement d'une roue associée qui est agencé à l'extérieur du boîtier de crémaillère (12), et dont une portion comporte une crémaillère (40) qui coopère avec un pignon (24) d'entraînement direct de la crémaillère, et du type comportant un vérin d'assistance intégré au boîtier (12) dont le cylindre annulaire est délimité radialement vers l'extérieur par une paroi cylindrique interne (20) du boîtier de crémaillère (12) et vers l'intérieur par la paroi cylindrique externe (66) d'un élément tubulaire (68) qui porte le piston (70) du vérin, qui est traversé par la barre de crémaillère (14) à laquelle il est relié par l'une de ses extrémités (90) et qui s'étend axialement le long de cette dernière en dehors de la portion qui comporte la crémaillère (40), caractérisé en ce que la barre de crémaillère (14) comprend une première partie (36) sur laquelle est formée la crémaillère (40) et une seconde partie de liaison (38) dont une première extrémité (50) est reliée à la première partie (36) de la barre de crémaillère et dont la seconde extrémité (86) est reliée à l'organe de commande associé (34). 2. Ensemble de crémaillère selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première partie (36) de la barre de crémaillère est guidée en coulissement axial à l'intérieur du boîtier (12) au voisinage de son extrémité (48) à laquelle est reliée la seconde partie (38, 50) de la barre de crémaillère. 3. Ensemble de crémaillère selon la revendication 2, caractérisé en ce que la première partie (36) de la barre de crémaillère comporte une bague (54) de guidage qui lui est fixée au voisinage de son extrémité (48) à laquelle est reliée la seconde partie (38, 50) de la barre de crémaillère et qui est montée coulissante à l'intérieur d'une paroi cylindrique interne (20) du boîtier (12). 4. Ensemble de crémaillère selon la revendication 3, caractérisé en ce que le boîtier comporte un tube (13) dont la surface intérieure constitue ladite paroi cylindrique interne (20) avec laquelle coopère le piston (70) du vérin d'assistance et la bague (54) de guidage de la première partie (36) de la barre de crémaillère. 5. Ensemble de crémaillère selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux parties (36, 38) de la barre de crémaillère sont reliées entre elles par une liaison filetée (50, 52). 6. Ensemble de crémaillère selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite première extrémité (50) de la seconde partie (38) de la barre de crémaillère est filetée et est montée vissée dans un perçage taraudé (52) formé coaxialement dans l'extrémité (48) de la première partie (36) de la barre de crémaillère, notamment de manière à permettre le réglage de la longueur de la barre de crémaillère. 7. Ensemble de crémaillère selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la seconde extrémité (86) de la seconde partie (38) de la barre de crémaillère est filetée et est montée vissée dans une portion taraudée (88) formée dans l'alésage interne (84) de l'élément tubulaire (68) du vérin d'assistance au voisinage de l'extrémité (90) de cet élément. 8. Ensemble de crémaillère selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe (34) de commande du pivotement de la roue qui est relié à la seconde extré mit (86) de la seconde partie (38) de la barre de crémaillère comporte un goujon fileté (94) qui est monté vissé, directement ou indirectement, dans ladite portion taraudée (88) de l'élément tubulaire (68) du vérin d'assistance. 9. Ensemble de crémaillère selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'intérieur de l'élément tubulaire (68) du vérin d'assistance communique avec l'extérieur à travers au moins un passage dont les extrémités débouchent axialement de part et d'autre de ladite portion taraudée (88).