Brevet FR2721573A1 — publié le 19951229

L'invention concerne une direction à crémail- lère assistée par servomoteur, dont la crémaillère coopère avec un pignon mobile dans une mesure limitée transversalement ou, en particulier, parallèlement à l'axe longitudinal de la crémaillère, pignon dont les mouvements forcés produits lors de la transmission de forces entre le pignon et la crémaillère, actionnent le servomoteur ou ses organes de commande. Une telle direction assistée est connue par exemple par le document DE 42 03 335 A1. Le pignon y est supporté rotatif dans un palier fixe à son extrémité axiale à relier au volant, tandis que l'autre extrémité axiale du pignon est supportée rotative dans un palier libre mobile. De ce fait, l'axe du pignon est animé de mouvements forcés de pivotement à la transmission de forces entre le pignon et la crémaillère. Ces pivotements sont transmis par des parties du palier libre à des pous- soirs d'un dispositif de servovalve par lequel est com- mandé un servomoteur hydraulique. Dans une direction à crémaillère du type indi- qué au début connue par le document DE 40 36 743 Al, le pignon est supporté rotatif, dans le sens axial et radia- lement, dans un manchon présentant une fenêtre en regard de la crémaillère afin de permettre l'engrènement du pig- non avec la crémaillère. Le manchon mentionné est sup- porté pour pouvoir pivoter autour d'un axe disposé paral- lèlement à l'axe du pignon du côté du plan d'engrènement de la crémaillère éloigné de l'axe du pignon. Lors de la transmission de forces entre le pignon et la crémaillère, le manchon effectue des mouvements de pivotement ensemble avec le pignon, avec le résultat que l'axe du pignon se déplace vers le côté, dans l'une ou l'autre direction par rapport à une position normale, parallèlement à l'axe longitudinal de la crémaillère. Au moyen d'un prolonge- ment radial semblable à un levier disposé sur le manchon, ce mouvement pivotant est transmis au tiroir d'un dispositif de servovalve en vue de la commande d'un servomoteur hydraulique. Avec ces constructions connues, il n'est pas à exclure que des mouvements du pignon - actionnant le ser- vomoteur - se produisent inopinément. L'invention a donc pour but de créer une construction dont la cinématique soit nettement perfec- tionnée pour des directions du type décrit dans ce qui précède. Conformément à l'invention, on obtient ce ré- sultat par le fait que le pignon est en liaison d'entraî- nement avec une partie d'arbre par l'intermédiaire d'un accouplement autorisant un décalage axial, par exemple selon le système Oldham. L'invention est basée sur le concept général consistant à empêcher, dans une direction du type indi- quée au début, la possibilité de transmission de forces radiales entre le pignon et l'arbre de direction ou ana- logue à relier à lui pour l'entraînement, de manière que seuls des couples pour l'entraînement en rotation puis- sent être transmis essentiellement. Ainsi est créée une grande liberté pour la construction et l'incorporation de l'arbre de direction et pour les pièces à relier au pignon en vue de l'éta- blissement de la liaison d'entraînement avec le volant. En particulier, ces pièces peuvent être montées de façon relativement élastique. Il est préférable que le pignon soit supporté en rotation au moyen d'un roulement articulé à son extré- mité axiale éloignée de l'accouplement, de sorte que l'axe du pignon peut osciller autour du centre de ce rou- lement. Une pièce ou une portion de pignon placée axia- lement entre l'accouplement et la portion dentée du pi- gnon, peut actionner directement le dispositif de servo- valve, par exemple par des poussoirs disposés mobiles en translation et déplaçables à l'encontre d'une force élas- tique par une telle portion de pignon. Lorsque le servomoteur est de type hydraulique, ce qui convient fréquemment, il peut être prévu que le courant de retour du fluide hydraulique vers un réservoir ou une bâche traverse une partie du boîtier de la direc- tion à crémaillère entourant l'accouplement, de sorte que cet accouplement, autorisant le décalage axial entre le pignon et la partie d'arbre, est en permanence lubrifié et reste facile à tourner. Le courant hydraulique de retour peut passer dans ce cas par des canaux axiaux ménagés dans les pous- soirs précités. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulièrement avantageux, mais nullement limitatif, ainsi que de la fi- gure unique du dessin annexé, laquelle est une coupe de la direction à crémaillère selon l'invention prise dans un plan parallèle à la crémaillère et contenant l'axe du pignon. Selon le dessin, une crémaillère 1, reliée d'une manière dont le principe est connu à une timonerie de direction non représentée, par exemple à des barres de connexion, en vue de l'orientation des roues directrices d'un véhicule automobile, coopère avec un pignon 2 pré- sentant lui-même une liaison d'entraînement avec un vo- lant non représenté du véhicule. Dans ce but, le pignon 2 est relié solidaire en rotation à une partie d'arbre 3 qui peut elle-même être reliée à un arbre de direction ou un élément analogue non représenté. La partie d'arbre 3 est supportée rotative, axialement et radialement, au moyen d'un roulement rai- nuré à billes 4 dans un boîtier 5 de la direction à cré- maillère. Par son extrémité axiale éloignée de la partie d'arbre 3, le pignon 2 est disposé dans un roulement ar- ticulé 6, de sorte que l'axe du pignon peut effectuer des mouvements d'oscillation par rapport au centre de ce rou- lement. L'autre extrémité axiale du pignon 2 est reliée solidaire en rotation à la partie d'arbre 3 par l'inter- médiaire d'un accouplement 7 autorisant un décalage d'arbre, par exemple un accouplement selon le système Oldham. Entre sa portion dentée coopérant avec la cré- maillère 1 et l'accouplement 7, le pignon 2 possède une portion ayant une paroi périphérique lisse de forme cir- culaire en section droite. Contre cette portion de pignon sont appliqués des poussoirs 8 de soupapes-cartouches 9 logées selon une disposition opposée dans un plan, à l'intérieur d'alésages adéquats du boîtier, des deux cô- tés du pignon 2. A la transmission de forces entre la crémail- lère 1 et le pignon 2, ce dernier effectue des mouvements oscillants autour du centre du roulement articulé 6, mou- vements dont la direction dépend de la direction des forces transmises entre la crémaillère 1 et le pignon 2. L'un ou l'autre poussoir 8 est actionné en conséquence. Cet actionnement a pour effet que l'un des rac- cords P1 et P2 d'un servomoteur non représenté est mis en communication avec l'un des raccords P pour une source de pression hydraulique, tandis que l'autre raccord P1 ou P2 du moteur reste en communication avec un raccord T pour un réservoir ou bâche (non représenté). Le servomoteur est ainsi en mesure de générer une force d'assistance du mouvement de direction exercé à ce moment par le conduc- teur sur le volant. A la position médiane du pignon 2, les deux poussoirs 8 occupent la position illustrée sur le dessin, dans laquelle les deux raccords Pi et P2 du servomoteur sont reliés au raccord de réservoir T, tandis que les raccords d'arrivée de pression ou d'alimentation P sont fermés. Les soupapes-cartouches 9 sont réalisées de ma- nière que le fluide hydraulique retournant au réservoir pendant le fonctionnement du servomoteur à partir de ce- lui-ci, s'écoule vers le raccord de réservoir T à travers l'un des perçages axiaux des poussoirs 8 et à travers un espace annulaire ménagé dans le boîtier 5, englobant l'accouplement 7 et entourant une partie du pignon 2. De cette manière, l'accouplement 7 est automatiquement lu- brifié par l'huile hydraulique. REVENDICATIONS 1. Direction à crémaillère assistée par servo- moteur, dont la crémaillère coopère avec un pignon mobile dans une mesure limitée transversalement ou, en particu- lier, parallèlement à l'axe longitudinal de la crémail- lère, pignon dont les mouvements forcés produits lors de la transmission de forces entre le pignon et la crémail- lère, actionnent le servomoteur ou ses organes de com- mande, caractérisée en ce que le pignon (2) est en liai- son d'entraînement avec une partie d'arbre (3) par l'in- termédiaire d'un accouplement (7) autorisant un décalage axial, par exemple selon le système Oldham. 2. Direction à crémaillère selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que le pignon (2) est supporté rotatif à son extrémité axiale éloignée de l'accouplement au moyen d'un roulement articulé (6). 3. Direction à crémaillère selon la revendica- tion 1 ou 2, caractérisée en ce qu'une portion du pignon (2) située axialement entre l'accouplement (7) et la por- tion dentée du pignon (2) actionne un dispositif de ser- vovalve. 4. Direction à crémaillère selon une des reven- dications 1 à 3, caractérisée en ce que la partie d'arbre (3) est supportée rotative, dans le sens axial et dans le sens radial, sur un boîtier (5) de la direction à cré- maillère, par exemple au moyen d'un roulement rainuré à billes (4). 5. Direction à crémaillère selon une des reven- dications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un servomoteur hydraulique et l'accouplement (7) est situé sur un trajet du fluide hydraulique.