Brevet FR2721891A1 — publié le 19960105

L'invention concerne une direction à crémaillère assistée par servomoteur, comprenant une crémaillère à denture hélicoïdale et un pignon axialement déplaçable en translation et coopérant avec elle, dont le déplacement axial actionne le servomoteur ou ses organes de commande. Une telle direction à crémaillère est connue de par les documents EP 01 92 641 Bl et DE 41 26 020 A1. Dans cette direction connue, le pignon est disposé axialement déplaçable en translation, ensemble avec l'arbre de pignon, dans le boîtier d'engrenage de la direction à crémaillère, de sorte que les pièces de la colonne de direction ou analogue raccordées à l'arbre de pignon doivent également avoir une mobilité correspondante. En dehors du fait que cette mobilité peut poser des difficultés de construction, elle présente le risque que le pignon soit déplacé axialement de façon intempestive par des mouvements de la colonne de direction ou analogue et puisse ainsi actionner le servomoteur. Par le document DE 40 26 983 Al, on connaît une direction à crémaillère dont le pignon est relié - pour la transmission du mouvement de commande de façon élastique en torsion à une partie d'arbre coaxiale et dans laquelle un manchon, disposé concentriquement à l'axe de l'arbre dans la zone de raccordement entre le pignon et la partie d'arbre, est déplacé axialement lorsque le pignon et cette partie d'arbre sont tournés l'un par rapport à l'autre. Une telle construction demande une place relativement importante dans la direction de l'axe du pignon. L'invention a donc pour but de créer une nou- velle direction à crémaillère, du type indiqué au début, qui, tout en demandant peu de place et en ayant une construction comparativement simple, garantisse que le servomoteur soit seulement actionné de façon analogue aux efforts de braquage à transmettre entre le pignon et la crémaillère. Conformément à l'invention, on obtient ce résultat par le fait que le pignon est réalisé comme une pièce semblable à un manchon et disposé axialement mobile, mais sans pouvoir tourner par rapport à lui, sur un arbre monté rotatif en position radiale fixe. L'invention est basée sur le concept général consistant à découpler l'arbre de pignon et le pignon axialement l'un de l'autre, de sorte que des efforts axiaux ne peuvent pas être transmis entre le pignon et son arbre et que des mouvements axiaux relatifs entre ces pièces restent sans influence sur la commande du servomoteur. Un mode de réalisation préféré de l'invention prévoit que le pignon soit disposé sur l'arbre par l'intermédiaire d'un guidage linéaire à billes, afin de permettre des mouvements axiaux relatifs entre l'arbre et le pignon avec un frottement négligeable. De plus, il convient généralement de prévoir un montage rotatif de l'arbre assurant également sa position fixe dans le sens axial ou permettant tout ou plus de faibles déplacements axiaux par rapport au pignon. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que de la figure unique du dessin annexé, montrant par une coupe un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention. Un arbre d'entrée 2 est monté rotatif dans un boîtier d'engrenage ou boîtier de direction 1 de manière qu'il soit radialement et axialement fixe. On a prévu dans ce but, à l'extrémité de l'arbre d'entrée 2 à accoupler à l'arbre de direction non représenté et par suite au volant qui n'est pas non plus représenté, un roulement rainuré à billes 3 qui est agencé de manière que surtout un déplacement de l'arbre d'entrée 2 vers la droite sur le dessin soit empêché. L'autre extrémité de l'arbre d'entrée 2, présentant un plus faible diamètre, est montée rotative au moyen d'un roulement à aiguilles 4 agencé de manière que les déplacements de l'arbre d'entrée 2 vers la droite sur le dessin, à partir de la position illustrée, soient empêchés. Un pignon 6, réalisé sous la forme d'un manchon, est monté solidaire en rotation, mais axialement mobile sur l'arbre d'entrée 2 au moyen d'un guidage linéaire à billes 5. Ce dernier est formé essentiellement par des billes emprisonnées dans une cage en forme de douille et roulant dans des rainures axiales de la périphérie extérieure de l'arbre d'entrée ainsi que de la surface périphérique intérieure du pignon 6 en forme de manchon. Le pignon 6, pourvu d'une denture hélicoïdale, coopère avec une crémaillère 7 qui possède une denture hélicoïdale correspondante et est capable de braquer les roues directrices d'un véhicule par l'intermédiaire d'une timonerie de direction ou analogue, de manière non représentée, mais connue. En raison de la denture hélicoïdale, le pignon 6 tend à se déplacer dans le sens de l'axe de l'arbre d'entrée 2 lorsque des efforts sont transmis entre le pignon 6 et la crémaillère 7. Le sens de déplacement dépend du sens des efforts transmis entre le pignon 6 et la crémaillère 7. A la suite de sa denture, le pignon 6 possède un prolongement tubulaire sur lequel est monté rotatif, mais axialement immobile, un levier de transmission 8, lequel participe donc seulement aux mouvements axiaux du pignon 6, mais ne tourne pas avec lui. Le levier de transmission 8 est engagé, à l'intérieur du boîtier 1, entre deux poussoirs 9 de deux soupapes-cartouches 10 d'un dispositif de servovalve pour la commande d'un servomoteur non représenté. Suivant le déplacement axial du pignon 6 dans l'un ou l'autre sens, le levier de transmission 8 actionne ou bien le poussoir 9 montré à gauche sur le dessin ou alors le poussoir 9 montré à droite. Le servomoteur est ainsi actionné dans l'un ou l'autre sens. Les soupapes-cartouches 10, qui ne sont pas décrites plus en détail ici, possèdent chacune un raccord d'alimentation P relié à une source de pression hydraulique, un raccord de servomoteur P1 ou P2 et une liaison passant par des canaux axiaux dans les poussoirs - avec un raccord T menant à un réservoir sans pression ou présentant seulement une faible pression. Ce dernier raccord T est agencé sur le boîtier 1 de manière qu'il communique avec l'espace intérieur du boîtier recevant le levier de transmission 8, ainsi qu'avec la partie délimitée par des joints d'étanchéité 11, 12 et 13 de l'espace intérieur du boîtier 2 dans lequel sont logés le pignon 6 et la crémaillère 7. Comme on peut le voir sur le dessin, cette partie d'espace reçoit aussi, outre le roulement rainuré à billes 3, le guidage linéaire à billes 5, de sorte que ces éléments sont lubrifiés en même temps par le fluide hydraulique du système hydraulique de servocommande. REVENDICATIONS 1. Direction à crémaillère assistée par servomoteur, comprenant une crémaillère à denture hélicoïdale et un pignon axialement déplaçable en translation et coopérant avec elle, dont le déplacement axial actionne le servomoteur ou ses organes de commande, caractérisée en ce que le pignon (6) est réalisé comme une pièce semblable à un manchon et disposé axialement mobile, mais sans pouvoir tourner par rapport à lui, sur un arbre (2) monté rotatif en position radiale fixe. 2. Direction à crémaillère selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arbre (2) est également monté rotatif en position axiale fixe. 3. Direction à crémaillère selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le pignon (6) est monté axialement coulissant sur l'arbre (2), mais solidaire de lui rotation, au moyen d'un guidage linéaire à billes (5). 4. Direction à crémaillère selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un système de servocommande hydraulique est prévu et le palier (5) du pignon (6) est disposé sur l'arbre (2) dans un espace communiquant hydrauliquement avec le système de servocommande, en particulier avec un réservoir hydraulique.