Brevet FR2798108A1 — publié le 20010309

j1 2798108 Transmission à crémaillère ou direction à crémaillère L'invention concerne une transmission à crémaillère, en particulier pour une direction à crémaillère d'un véhicule automobile, avec une crémaillère susceptible d'être accouplée à des roues directionnelles de véhicule, dans le but de les régler directionnellement, un pignon s'engrenant avec la crémaillère, ainsi qu'un arbre d'entrée susceptible d'être accouplé à une manette de direction ou volant, arbre d'entrée soumis à un couplage forcé envers le pignon, par l'intermédiaire d'au moins un élément de transmission. Dans les directions à crémaillère usuelles, un pignon, disposé sur l'arbre d'entrée, s'engrène directement avec la crémaillère. De manière correspondante, les axes de la crémaillère ainsi que de l'arbre d'entrée sont espaCés les uns des autres d'une faible distance, dont l'ordre de grandeur est prédéterminé par le rayon du pignon. On connaît par DE 36 27 088 Ai une direction à crémaillère pour laquelle le pignon s'engrenant avec la crémaillère est réalisé sous la forme de roue creuse avec une denture extérieure et une denture intérieure, la denture extérieure coopérant avec la crémaillère et la denture intérieure coopérant avec un autre pignon disposé sur un arbre d'entrée. L'arbre d'entrée est alors disposé à l'intérieur d'un secteur de la roue creuse, qui est engrenée avec la crémaillère par l'intermédiaire de la denture extérieure. Il n'y a de manière correspondante qu'un faible espacement entre les axes de la crémaillère et de l'arbre d'entrée. Dans le cas d'une direction à crémaillère connue par le DE 33 27 979 Cl, entre un pignon s'engrenant avec la crémaillère et un autre pignon disposé sur l'arbre d'entrée est disposée une transmission à rapport de transmission variable, réalisée de manière que l'axe de l'arbre d'entrée passe à une distance relativement faible sur l'axe de la crémaillère. Dans les directions à crémaillère, au moins pour les voitures particulières d'aujourd'hui, on peut rencontrer des problèmes de montage avec le moteur du véhicule qui est disposé dans la zone de l'essieu avant, parce que, d'une part, l'espace de construction pour la crémaillère et, d'autre part, l'espace de la construction pour la colonne de direction qui se raccorde à l'arbre d'entrée, qui aujourd'hui usuellement est réalisé sous la forme d'un arbre articulé à plusieurs éléments, doivent être exempts de contours parasites. Du fait du grand nombre de groupes qui doivent être disposés dans les véhicules d'aujourd'hui, dans le compartiment moteur ou bien au voisinage du moteur, ces conditions ne peuvent souvent être satisfaites que difficilement. C'est pourquoi le but de l'invention est d'indiquer de nouveaux concepts, pour une transmission à crémaillère, à l'aide desquels on obtient des possibilités de montage étendues pour les directions à crémaillère. Ce problème est résolu selon l'invention, avec une transmission à crémaillère du type indiqué au début, par le fait qu'entre l'axe de l'arbre d'entrée et l'axe de la crémaillère est constitué un espacement perpendiculaire aux deux axes - dont la valeur est supérieure au diamètre du pignon s'engrenant avec la crémaillère. L'invention repose sur l'idée générale d'interposer des éléments de transmission entre l'arbre d'entrée et le pignon, s'engrenant avec la crémaillère, de la transmission à crémaillère, de manière que l'espacement entre l'axe de l'arbre d'entrée et l'axe de la crémaillère soit augmenté selon les besoins, ou bien que l'axe d'arbre d'entrée soit déplacé sur l'autre côté de la crémaillère, par rapport à la position qu'il a si l'on a pas les éléments de transmission interposés. Selon une forme de réalisation particulièrement préférée de l'invention, il est prévu que le pignon s'engrenant avec la crémaillère, sur sa zone périphérique diamétralement opposée à la zone d'engrènement des dentures de crémaillère et de pignon, s'engrène avec un pignon d'entrée disposé sur l'arbre d'entrée, si bien que l'ordre de grandeur de l'espacement entre l'axe de crémaillère et l'axe d'arbre d'entrée est prédéterminé par le rayon du pignon d'entrée ainsi que par le diamètre du pignon s'engrenant avec la crémaillère. Dans ce type de conception, on peut assurer une construction particulièrement simple, étant particulièrement avantageux qu'également, de manière extrêmement simple, une liberté de jeu puisse être assurée, du fait que la crémaillère est pressée élastiquement contre le pignon s'engrenant avec elle et que ce pignon est monté mobile dans la direction du pressage, si bien que les forces de pressage sont. transmises sur le pignon d'entrée, monté de façon radialement fixe, de l'arbre d'entrée. Les engrènements, entre la crémaillère et le pignon ainsi qu'entre le pignon et le pignon d'entrée, sont ainsi maintenus de cette manière sans jeu. Au reste, du point de vue de caractéristiques préférées de l'invention, il est renvoyé aux revendications ainsi qu'à l'explication ci-après du dessin, à l'aide duquel des modes de réalisation particulièrement préférés de l'invention vont être décrits plus en détail. Dans le dessin: La figure 1 est une vue en coupe d'une transmission à crémaillère selon l'invention, le plan de coupe s'étendant parallèlement à l'axe de crémaillère et perpendiculairement par rapport à l'axe d'un 25. arbre d'entrée, la figure 2 représente une vue en coupe correspondant à la ligne de coupe II-II sur la figure 1, et la figure 3 illustre des représentations A à D, schématisées, concernant les possibilités de montage de différentes transmissions à crémaillère pour une direction à crémaillère. Selon les figures 1 et 2, une crémaillère 2 est montée, de manière connue dans son principe, dans un boîtier de transmission 1, d'une façon permettant un déplacement longitudinal. La crémaillère 2 s'engrène avec un pignon 3 d'un grand diamètre par rapport aux directions à crémaillère classique et à son tour, sur son côté directement opposé à la crémaillère 2, il s'engrène avec un pignon d'entrée 5, monté bloqué en rotation sur un arbre d'entrée 4 ou réalisé sur l'arbre d'entrée. La crémaillère 2 est pressée contre le pignon 3 au moyen d'une pièce de pressage 7 sollicitée par un ressort de compression 6 hélicoïdal. A l'intérieur du boîtier de transmission 1, le pignon 3 est monté de façon à pouvoir tourner dans des paliers 8, déplaçables dans le boîtier de transmission 1, dans une direction perpendiculaire par rapport aux axes de la crémaillère 2 et de l'arbre d'entrée 4. A cette fin, des poches 9, qui, en vue axiale du pignon 3, ont une forme ovale, sont aménagées dans le boîtier de transmission 1 pour loger les paliers 8, de manière que les paliers 8 soient déplaçables dans la direction de déplacement précitée, tout en étant cependant immobiles dans la direction perpendiculaire à la direction de déplacement ainsi qu'à l'axe du pignon 3. L'arbre d'entrée 4 muni du pignon d'entrée 5 est monté de façon radialement fixe. De manière correspondante, les efforts de pression exercés par la pièce de pressage 7 sur la crémaillère 2 sont reportés par le pignon 3 sur le pignon d'entrée 5, si bien que, d'une part, l'engrènement de denture entre la crémaillère 2 et le pignon 3 et, d'autre part, l'engrènement de denture entre le pignon 3 et le pignon d'entrée 5, sont maintenus sans jeu. Selon la valeur du diamètre du pignon 3, on peut obtenir un espacement de valeur différente entre les axes de la crémaillère 2 et de l'arbre d'entrée 4. En principe, il est également possible de disposer entre le pignon d'entrée 5 et la crémaillère 2 plusieurs pignons de manière correspondante au pignon 3. Dans le cas de la direction à crémaillère représentée sur l'illustration A de la figure 3, la crémaillère 2 est reliée de façon articulée, de manière connue dans son principe, à ses extrémités, à des bielles de connexion 10 dont les autres extrémités sont raccordées de manière articulée à des leviers de direction appartenant à des roues directionnelles de véhicule 13. Les articulations extérieures de bielle de connexion, c'est-à-dire les liaisons articulées entre les bielles de connexion 10 et les leviers de direction 11 sont alors disposées à l'avant du centre de roue dans la direction de roulage avant F. De manière correspondante, les roues de véhicule 13 sont braquées vers la gauche ou vers la droite lorsque la crémaillère 3 est déplacée vers la gauche ou vers la droite. Dans l'exemple de l'illustration A, la crémaillère 2 s'engrène directement avec le pignon d'entrée 5 qui, de son côté, est soumis à un couplage forcé avec le volant 14 par l'intermédiaire d'une colonne de direction non représentée en détail. Le pignon d'entrée 5 est disposé derrière la crémaillère 2 dans la direction de roulage F pour assurer qu'une rotation à droite ou à gauche du volant 14 mène à un braquage vers la droite ou vers la gauche des roues articulées de véhicule 13. La direction à crémaillère de l'illustration B de la figure 3 correspond notablement à la direction à crémaillère de l'illustration A, cependant à la différence que le pignon d'entrée 5 est disposé devant la crémaillère 2 dans la direction de roulage F et que le pignon 3 est interposé entre le pignon d'entrée 5 et la crémaillère 2. Par rapport aux conditions que l'on a sur l'illustration A, on peut ainsi obtenir un net déplacement du pignon d'entrée 5 et, de manière correspondante, de l'arbre d'entrée ou de la colonne de direction afférente. Dans le cas de la direction à crémaillère représentée sur l'illustration C de la figure 3, les bielles de connexion 10, en observant dans la direction de voilage F, sont reliées de façon articulée aux leviers de direction derrière le centre de roue des roues directionnelles de véhicule 13, si bien que la crémaillère 2 effectue un déplacement vers la droite ou vers la gauche lorsque les roues de véhicule 13 sont tournées vers la gauche ou vers la droite. Le pignon d'entrée 3, qui s'engrène avec la crémaillère 2, est disposé devant la crémaillère, si on observe dans la direction de roulage F, si bien qu'une rotation à droite ou à gauche du volant 14 mène à un braquage vers la droite ou vers la gauche des roues directionnelles de véhicule 13. La direction à crémaillère, représentée sur l'illustration D de la figure 3, se distingue de la direction de l'illustration C par le fait que, entre le pignon d'entrée 5 et la crémaillère 3, est interposé le pignon 3, les deux pignons étant disposés dans la crémaillère 2 si l'on observe dans la direction de roulage F, si bien que le sens de rotation du volant 14 coïncide de nouveau avec le sens de rotation dû braquage directionnel des roues directionnelles de véhicule 13. Par rapport aux conditions que l'on observe sur l'illustration C, dans l'agencement de l'illustration D, on obtient un placement nettement différent du pignon d'entrée 5 et ainsi également de la colonne de direction. En résultat, grâce à l'invention, on peut nettement étendre les possibilités d'agencement du pignon d'entrée 5. A la différence des représentations que l'on voit sur les illustrations A à D de la figure 3, dans lesquelles les bielles de connexion 10 se raccordent à la crémaillère 2 sans décalage transversal, il peut également être prévu de disposer les liaisons articulées entre la crémaillère 2 et les bielles de connexion 10 avec un décalage par rapport à l'axe de crémaillère, sur la crémaillère 2. Le nombre des possibilités de variation est ainsi encore augmenté. REVEND I CATIONS 1. Transmission à crémaillère, en particulier pour une direction à crémaillère d'un véhicule automobile, avec une crémaillère susceptible d'être accouplée à des roues directionnelles de véhicule, dans le but de les régler directionnellement, un pignon s'engrenant avec la crémaillère, ainsi qu'un arbre d'entrée susceptible d'être accouplé à une manette de direction ou volant, arbre d'entrée soumis à un couplage forcé envers le pignon, par l'intermédiaire d'au moins un élément de transmission, caractérisée en ce qu'entre l'axe de l'arbre d'entrée et l'axe de la crémaillère est constitué un espacement dont la valeur est supérieure au diamètre du pignon (3) s'engrenant avec la crémaillère (2). 2. Transmission à crémaillère selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pignon (3) s'engrenant avec la crémaillère (2), sur sa zone périphérique, diamétralement opposée à la zone d'engrènement des dentures de crémaillère et de pignon, s'engrène avec un pignon d'entrée (5) disposé sur l'arbre d'entrée (4). 3. Transmission à crémaillère selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pignon (3) s'engrenant avec la crémaillère (2), sur sa zone périphérique diamétralement opposée à la zone d'engrènement des dentures de crémaillère et de pignon, s'engrène avec un pignon intermédiaire qui, de son côté, s'engrène, par sa zone périphérique diamétralement opposée au pignon (3) précité, avec un autre pignon intermédiaire ou bien un pignon d'entrée (5) disposé sur l'arbre d'entrée (4). 4. Transmission à crémaillère selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la crémaillère (2) est pressée élastiquement contre le pignon (3) s'engrenant avec elle et ce pignon (3), ainsi que des pignons intermédiaires existant le cas échéant, sont montés avec une mobilité dans la direction de pressage et transmettent les efforts de pressage au pignon d'entrée (5) monté à rotation radialement fermement, sur l'arbre d'entrée (4).