Brevet FR2797243A1 — publié le 20010209

Direction à crémaillère pour véhicules automobiles L'invention concerne une direction intermédiaire, en particulier pour des véhicules automobiles, avec - un boîtier de palier, servant de palier avec possibilité de translation ou de rotation à la crémaillère ainsi qu'à un pignon s'engrenant avec elle, - un support de bielle de connexion, relié à la façon d'un cadre à la crémaillère, support de bielle de connexion présentant un organe formant cadre, parallèle à la crémaillère, ainsi que des parties latérales lui étant reliées en forme de U, s'étendant transversalement par rapport à l'axe de crémaillère, dans un plan commun, - des bielles de connexion disposées sur les parties latérales, de façon décalée par rapport à l'axe de crémaillère. En principe, dans les directions intermédiaires, on souhaite que les raccordements ou les articulations des bielles de connexion, situé(e)s du côté de la crémaillère, soient disposê(e)s au centre par rapport à l'axe de la crémaillère, lorsque l'on observe la crémaillère en vue en élévation axiale, de manière que les efforts de traction et/ou de compression transmis par les bielles de connexion agissent au maximum dans la direction de l'axe de crèmail!ère. Cependant, une telle réalisation d'une direction à crémaillère est souvent impossible à réaliser pour des questions de clace, puisque, par exemple, du fait du moteur, de la boîte de vitesses, ou d'autre partie du train de transmission du véhicule, des contours parasi7es sont cons-_.uès, empèchant de réaliser une cinématique de d -rec on sou-aitte dans le cas de l'agencement pré' ' es -e__es ae connexion sur la crémaillère. C'est pourauoc,!es art- lcui' aonr.s intérieures, c'est-à-dire les articula:ions si*uues du côté de la crémaillère, des bielles de connexion 3 sont souvent disposées avec un grand décalage par rapport à l'axe de la crémaillère. Le DE 32 19 176 C2 décrit une telle direction à crémaillère présentant les caractéristiques indiquées au début. Pour empêcher que le support de bielle de connexion, relié en forme de cadre à la crémaillère, puisse effectuer des mouvements de pivotement indésirables autour de l'axe de la crémaillère, il est prévu, selon une première forme de réalisation du DE 32 19 176 C2, de faire prendre appui le support de bielle de connexion près des articulations intérieures des bielles de connexion, par l'intermédiaire d'appuis pendulaires pratiquement verticaux, sur le châssis du véhicule. Lorsque le support de bielle de connexion est déplacé dans la direction transversale du véhicule, conjointement avec la crémaillère, dans le cas de la manoeuvre directionnelle des roues directionnelles du véhicule, ces appuis pendulaires effectuent des pivotements latéraux correspondants autour de leur palier situé du côté châssis. Dans le cas d'une autre forme de réalisation du DE 32 19 176 C2, le support de bielle de connexion est relié, à distance de l'axe de la crémaillère, à la tice de piston, disposée parallèlement à la crémaillère, d'un amortisseur de direction dont le cylindre est fixé rigidement sur le châssis du véhicule et sert ainsi de guidage, côté châssis, au support de bielle de connexion. Ces constructions connues sont assez coûteuses quant à la fabrication du fait que des ancrages doivent être prévus du côté châssis, d'une part, pour le boîtier de palier et, d'autre part, pour les appuis pendulaires ou le cylindre de 3.3 i'amortisseur de direction, et doivent être ajustés exactement les uns par rapport aux autres. Le DE-OS 1 933 404 décrit une direction à crémaillère pour laquelle, entre les extrémités, éloignées de la roue, des bielles de connexion, on n'a dans la direction tran"sversale du véhicule que peu de place, si bien qu'il est ieossible d'agencer la crémaillère directement entre les liges de connexion. Selon le DE-OS 1 933 404, les bielles de connexion sont reliées ensemble par l'intermédiaire d'une courte barre, déplacable dans la direction transversale du 3 2797243 véhicule, barre montée dans un guidage coulissant situé côté véhicule. Par l'intermédiaire d'un organe transversal, cette barre est soumise à un couplage forcé à la crémaillère disposée parallèlement à la barre précitée, crémaillère combinée à la tige de piston d'un servomoteur hydraulique. Le AT-PS 204 894 décrit une direction à crémaillère pour laquelle les tiges de connexion sont reliées de façon articulée directement à la crémaillère. Cette crémaillère a une section transversale rectangulaire ou carrée et est guidée dans une douille de coulissement de forme conjuguée correspondante. Le but de l'invention est à présent de permettre d'obtenir un montage particulièrement simple dans le véhicule automobile pour une direction à crémaillère du type indiqué au début. Ce problème est résolu selon l'invention par des guidages qui sont disposés sur le boîtier de palier, à ses deux extrémités voisines des parties latérales du support de bielle de connexion, et sont réalisés à titre de sécurité de rotation, empêchant toute rotation de la crémaillère autour de son axe par rapport au boîtier de palier. L'invention repose sur l'idée générale d'assurer un agencement, assujetti en rotation par rapport au boîtier de palier, de la crémaillère et du support de bielle de connexion, grâce à des guidages situés côté boîtier. On offre ainsi la possibilité de préfabriquer le boîtier de palier avec la crémaillère, le pignon et le support de bielle de connexion sous la forme d'un groupe de constructions complet qui ensuite, lors du montage subséquent dans le véhicule automobile, doit uniquement être monté avec le boîtier de palier, sur le châssis ou analogue. Du fait que l'on peut supprimer les autres points de fixation côté châssis, il faut uniquement procéder à un ajustage du boîtier de palier sur le châssis, sachant que, lorsque le véhicule est en fonctionnement, les vibrations qui se produisent le cas échéant sur des parties, éloignées du boitier de palier, du châssis, ne peuvent avoir aucune influence sur la direction. Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, la crémaillère peut présenter, au moins dans la zone des extrémités frontales du boîtier de palier, une section transversale non ronde et coopérer avec des guidages adaptés de manière correspondante sur les extrémités de boîtier, dans le but d'obtenir une fixation assujettie en rotation de la crémaillère. Selon une autre forme de réalisation appropriée de l'invention, sur le boîtier de palier peuvent être disposés des éléments de guidage qui coopèrent avec des parties de guidage conjuguées sur le support de bielle de connexion ou sur ses parties latérales. Par exemple, les parties latérales peuvent coopérer avec des pièces de guidage disposées à une de leurs extrémités, munies de coulisses de guidage disposées sur le boîtier de palier. Pour le reste, l'organe formant cadre, parallèle à la crémaillère, du support de bielle de connexion peut également être assure, à l'aide de guidages prévus sur le boîtier de palier, contre tout pivotement autour de l'axe de la crémaillère, par rapport au boîtier de palier. Au reste, du point de vue des caractéristiques préférées de l'invention, il est renvoyé aux revendications, ainsi qu'à l'explication ci-après du dessin, à l'aide duquel des formes de réalisation particulièrement préférées de l'invention vont être décrites plus en détail. Dans le dessin: la figure 1 est une vue en élévation en perspective d'une premiere forme de réalisation d'une direction à crémaillère, la fiaure 2 est une vue arrière de la direction à crémaillère en position montée, ia fgure 3 est une vue en coupe correspondant à la ligne de coupe III-III de la figure 2, a f'cure r est une vue en perspective d'une autre forme de réalisation, ia figure 5 est une vue arrière de cette forme de réalisation en position montée, et la figure 6 représente une vue de dessus correspondant à la flèche VI sur la figure 5. 2797243 Selon les figures 1 à 3, dans un boîtier de palier 1, sensiblement en forme de cylindre, qui est muni de brides d'extrémité 2, est logée, de façon à pouvoir se déplacer, une crémaillère 3 qui s'engrène, à l'intérieur d'une partie de boîtier 1' correspondante, avec un pignon monté à rotation à cet endroit, dont sur les figures 1 et 2 on ne peut voir qu'un arbre de pignon 4 servant au raccordement à un arbre de direction non représenté. Lorsque l'arbre de pignon 4 tourne, la crémaillère 3 effectue un déplacement longitudinal par rapport au boîtier de palier 1, alors que, l'inverse, un déplacement de la crémaillère 3 provoque une rotacion de l'arbre de pignon 4. Les extrémités libres de la crémaillère 3 sont reliées à des pièces de bride 5 dont les plans de bride sont orientés transversalement par rapport à l'axe de crémaillère. Les pièces de bride 5 sont reliées en forme de U ensemble au moyen d'une tige de liaison 6 parallèle à la crémaillère 3. Globalement donc, la crémaillère 3 ainsi que les pièces de bride 5 et la tige de liaison 6, constituent un élément composite en forme de cadre. Aux extrémités opposées à la tige de liaison 6, des pièces de bride 5, sont articulées, à distance de l'axe de crémaillère, des bielles de connexion 7 qui, de leur côté, sont articulées d'une manière connue dans son principe, par leurs autres extrémités, à des leviers de direction ou de commande de roue sur des roues directionnelles de véhicules, également non représentées, si bien que ces roues effectuent un mouvement directionnel lorsque la crémaillère 3 effectue une cranslation. Les bielles de connexion 7 sont donc articulé es indirectement sur la crémaillère 3 par l'intermédiaire des pièces de bride 5, ces pièces de bride 5 ainsi que la tige de liaison 6 constituant un support de bielle de connexion relié à la crémaillère 3. L'élément composite du genre d'un cadre, consticué de la crémaillère 3, des pièces de bride 5 et de la tige de liadison 6, provoque une nette rigidification de la crémaillère 3. De manière correspondante, on n'a à redouter pratiquement aucune sorte de flexion de la crémaillère 3 si 6 2797243 es bielles de connexion 7 reportent des efforts de traction ou de compression plus élevés sur les pièces de bride 5, de façon décalée par rapport à l'axe de la crémaillère. Pour empêcher que la crémaillère 3 puisse tourner autour de son axe dans le boîtier de palier 1, du fait des efforts de traction ou de compression précités, des douilles de guidage 8 sont disposées sur les brides d'extrémité 2 sur les extrémités de boîtier, douilles adaptées à la forme non ronde de la section transversale de la crémaillère 3 et soutenant la crémaillère 3 de manière correspondante contre tout risque de torsion. Selon les figures 4 à 6, en plus ou en variante il peut être prêvu de monter rigidement des coulisses de guidage 9 sur les brides d'extrémité 2 du boîtier de palier 1, coulisses dans lesquelles les pièces de bride 5 de la tige de liaison 6 sont guidées de façon déplacable parallèlement à 'axe de crémaillère, par des pièces de glissement 10 disposées sur elle, à distance de l'axe de la crémaillère. Ainsi de nouveau toute rotation de la crémaillère 3 par rapport au boîtier de palier 1 autour de l'axe de crémaillère est empêchée. A la différence des formes de réalisation représentées dans le dessin, la tige de liaison 6 peut également être logée avec une possibilité de déplacement longitudinal dans des guidages fixes sur le boîtier de palier 1, afin d'empDêcher toute rotation de la crémaillère 3 autour de son axe, à l'intérieur du boîtier 1. Au reste, le boîtier 1 peut également de manière connue recevoir un amortisseur de direction et/ou un servomoteur. REVENDICATIONS 1. Direction à crémaillère, en particulier pour véhicules automobiles, avec - un boîtier de palier (1), servant de palier avec possibilité de translation ou de rotation à la crémaillère (3) ainsi qu'à un pignon s'engrenant avec elle, - un support de bielle de connexion (5, 6), relié à la façon d'un cadre à la crémaillère (3), support de bielle de connexion présentant un organe formant cadre (6), parallèle à la crémaillère (3) ainsi que des parties latérales (5) lui étant reliées en forme de U, s'étendant transversalement par rapport à l'axe de crémaillère, dans un plan commun, -.des bielles de connexion (7) disposées sur les parties latérales (5), de façon décalée par rapport à l'axe de crémaillère, et des guidages (8, 9) disposés sur le boîtier de palier (1), sur ses deux extrémités voisines des parties latérales (5) et réalisés à titre de sécurité en rotation, empêchant toute rotation de la crémaillère (3) autour de son axe, par rapport au boîtier de palier (1). 2. Direction à crémaillère selon la revendication 1, caractérisée en ce que la crémaillère (3) présente sur les extrémités, voisines des parties latérales (5), du boîtier de palier (1) une section transversale non ronde et est maintenue de façon assujettie en rotation dans des guidages (8) fixes par rapport au boîtier, adaptés de manière correspondante. 3. Direction à crémaillère selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que sur les parties latérales (5) sont disposées des pièces de guidage (10) éloignées de l'axe de crémaillère, déplaçables parallèlement à l'axe de crémaillère, dans des coulisses de guidage (9) disposées rigidemenu sur le boîtier de palier (1). 4. Direction à crémaillère selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisée en ce que sur le boitier de palier (1) sont disposées des parties de guidage éloignées de l'axe de crémaillère, qui coopèrent avec l'organe formant cadre (6) parallèle à la crémaillère (3) et/ou des glissières de guidage prévues sur le support de bielle de connexion (5, 6), à titre de guidage de déplacement, parallèle à l'axe de crémaillère.