Brevet FR2812263A1 — publié le 20020201

DISPOSITIF DE DIRECTION DU TYPE A CREMAILLERE ET PIGNON La présente invention se rapporte à un dispositif de direction du type à crémaillère destiné à être utilisé pour les roues de véhicules à moteur ou analogues. La figure 7 est une vue de face, présentant des parties éclatées, d'un dispositif de direction assistée du type à crémaillère de l'art antérieur, dans lequel une force de direction auxiliaire est obtenue sous l'effet d'une pression d'huile. Ce dispositif de direction comprend un arbre de direction 92 raccordé à un volant de direction (non représenté), un pignon 93 raccordé à l'arbre de direction 92, une crémaillère 94 engrenée par ce pignon 93, un logement cylindrique métallique 95 dans lequel est insérée la crémaillère 94, et un dispositif de vanne 98 destiné à alimenter en pression d'huile, en fonction de la force de direction et du sens de direction, des chambres d'huile 95a, 95b situées à l'intérieur du logement 95. Par l'intermédiaire de joints à rotule 96, des barres d'accouplement 97 sont raccordées aux deux extrémités de la crémaillère 94, qui sont en saillie à partir des deux extrémités du logement 95. Des roues sont raccordées aux barres d'accouplement 97 par l'intermédiaire de bras articulés (non représentés) ou analogues. Dans le cas de l'agencement mentionné ci- dessus, lorsque le pignon 93 est mis en rotation lors d'une opération de direction, la crémaillère 94 est déplacée axialement en modifiant l'angle de direction. Un capuchon d'extrémité du type bague 101 est monté à une première extrémité du logement 95, la crémaillère 94 étant insérée de manière coulissante dans ce capuchon d'extrémité 101. Ce capuchon d'extrémité 101 est inséré dans la surface périphérique intérieure de la partie d'extrémité du logement 95. Un ressort circlip 102 enroulé sur la périphérie extérieure du capuchon d'extrémité 101, empêche le capuchon d'extrémité 101 d'être déplacé axialement par rapport au logement 95 (voir figure 8). Plus spécifiquement, des gorges annulaires 103, 104 sont formées en étant opposées, respectivement, dans la périphérie intérieure d'une première extrémité du logement 95 et dans la périphérie extérieure du capuchon d'extrémité 101, chaque gorge annulaire 103, 104 ayant une profondeur sensiblement égale à la moitié du diamètre du ressort circlip 102 (voir figure 9). Le ressort circlip 102 est inséré dans l'espace annulaire 102 défini par les gorges annulaires 103, 104, amenant le capuchon d'extrémité 101 à être engagé par le logement 95. Le ressort circlip 102 est réalisé à partir d'un fil métallique et possède, comme montré sur la figure illustrant son état libre avant le montage, une partie d'enroulement linéaire 102a destinée à être enroulée le long des gorges annulaires 103, 104, et une partie de crochet 102b cintrée à une première extrémité de la partie d'enroulement 102a en faisant un angle droit avec celle-ci. La partie de crochet 102b est passée à travers une ouverture d'insertion 105 pratiquée dans la surface périphérique du logement 95 et est accrochée à une gorge d'engagement 10lb du capuchon d'extrémité 101 (voir figure 11). Dans cet état, le capuchon d'extrémité 101 est mis en rotation à l'aide d'un outil de façon telle que, lors de son enroulement dans la gorge annulaire 104 du capuchon d'extrémité 101, la partie d'enroulement 102a du ressort circlip 102 est successivement introduite à l'intérieur du logement 95 et est montée dans l'espace défini par les gorges annulaires 103, 104. A cet instant, le capuchon d'extrémité 101 est tourné sensiblement d'un tour et demi de telle sorte que la partie de crochet 102b du ressort circlip 102 est placée sensiblement au côté opposé de l'ouverture d'insertion 105 par rapport à l'axe du capuchon d'extrémité 101 (voir figure 8). - Dans le dispositif de direction mentionné ci- dessus, le joint à rotule 96 vient heurter le capuchon d'extrémité 101, pour régler la position angulaire de direction maximale, suivant un sens (course de déplacement vers la droite de la crémaillère sur la figure 7). Toutefois, lorsque le joint à rotule 96 heurte le capuchon d'extrémité 101 avec une force de direction excessive appliquée sur la crémaillère 94, une torsion relative se produit entre le joint à rotule 96 et la crémaillère 94. De la sorte, le capuchon d'extrémité 101 est susceptible d'être mis en rotation légère conjointement avec le ressort circlip 102. Lorsque le capuchon d'extrémité 101 est mis en rotation de manière répétée, il existe des cas dans lesquels le bout du ressort circlip 102 est déplacé jusqu'à l'ouverture d'insertion 105 du logement 95. Ceci entraîne la possibilité que le bout du ressort circlip 102 jaillisse de l'ouverture d'insertion 105 sous l'effet de sa détente (voir figure 12), que la partie subséquente sorte peu à peu, consécutivement, du logement 95 (voir figure 13), et qu'il devienne impossible, finalement, d'empêcher que le capuchon d'extrémité 101 ne soit déplacé axialement et librement. A cet égard, une disposition est prise, comme montré sur les figures 14 et 15. Plus spécifiquement, l'autre extrémité du ressort circlip 102 est cintrée de manière courbe ou linéaire pour former une partie cintrée 102e, et cette partie cintrée 102e est montée de manière résiliente dans l'espace défini par la gorge annulaire 103 du capuchon d'extrémité 101 et la gorge annulaire 104 du logement 95, empêchant ainsi la rotation du ressort circlip 102. Cependant, la première partie cintrée de façon courbe 102e suit aisément les gorges annulaires 103, 104. Par voie de conséquence, la partie cintrée 102e ne peut pas être montée de façon fortement résiliente dans l'espace entre les gorges annulaires 103, 104. Ceci entraîne le problème selon lequel on ne peut pas empêcher efficacement le capuchon d'extrémité 101 d'être mis en rotation. En outre, lorsque la partie cintrée 102e est déplacée jusqu'à l'ouverture d'insertion 105 du logement 95 en association avec la rotation du capuchon d'extrémité 101, il existe des cas dans lesquels la partie cintrée 102e parcourt le bord d'ouverture de l'ouverture d'insertion 105 du capuchon d'extrémité 101 et sort de l'ouverture d'insertion 105. Par voie de conséquence, on ne peut pas empêcher de façon sûre le ressort circlip 102 de sortir du logement 95. L'autre partie cintrée de façon linéaire 102e peut être montée de façon fortement résiliente dans l'espace entre les gorges annulaires 103, 104, empêchant ainsi de manière efficace la rotation du capuchon d'extrémité 101. Toutefois, une concentration de contraintes apparaît à un point de début de cintrage X. Par conséquent, le point de début de cintrage X est désavantageusement et aisément rompu et, de ce fait, présente une durabilité médiocre. Un but de la présente invention est de réaliser un dispositif de direction du type à crémaillère apte à empêcher de façon sûre, pendant une longue période de temps, la sortie du ressort circlip du logement. Un dispositif de direction du type à crémaillère selon la présente invention comprend: un pignon raccordé à un arbre de direction; une crémaillère engrenée par le pignon; un logement cylindrique dans lequel est insérée la crémaillère; et un capuchon d'extrémité inséré dans une première extrémité du logement, la crémaillère étant insérée dans le logement; et un ressort circlip interposé entre une gorge annulaire formée dans la périphérie extérieure du capuchon d'extrémité et une gorge annulaire qui est opposée à la première gorge annulaire mentionnée en premier et qui est formée dans le logement, le ressort circlip étant configuré pour empêcher le capuchon d'extrémité d'être déplacé axialement par rapport au logement, le ressort circlip comportant à son extrémité (i) une partie incurvée cintrée vers l'intérieur et (ii) une partie linéaire s'étendant linéairement vers l'intérieur à partir du bout de la partie incurvée et présentant un bout qui est toujours au contact de la partie inférieure de la gorge annulaire du capuchon d'extrémité. Selon le dispositif de direction du type à crémaillère ayant l'agencement mentionné ci-dessus, lorsque le capuchon d'extrémité est tourné pour amener la partie incurvée et la partie linéaire à se déplacer vers l'ouverture d'insertion du logement, la partie incurvée et la partie linéaire sont ramenées sensiblement aux formes originales, et la partie incurvée et son voisinage sont en saillie à partir de l'ouverture d'insertion. Dans cet état, le bout de la partie linéaire est maintenu en étant au contact de la partie inférieure de la gorge annulaire du capuchon d'extrémité. Par voie de conséquence, le côté de bout de la partie linéaire ou de la partie incurvée peut être sélectivement engagé par le bord d'ouverture de l'ouverture d'insertion en fonction du sens de rotation du capuchon d'extrémité. Ceci empêche de façon sûre la rotation du capuchon d'extrémité. En outre, la partie incurvée empêche l'apparition d'une concentration de contraintes à une extrémité du ressort circlip. De la sorte, il n'y a pas de risque que le ressort circlip soit rompu. Par conséquent, il est possible, de façon sûre, d'empêcher, pendant une longue période de temps, que le ressort circlip ne sorte de l'ouverture d'insertion. Dans le dispositif de direction du type à crémaillère de la présente invention, le rayon de courbure de la partie incurvée du ressort circlip dans un état libre (avant que le ressort circlip ne soit monté dans l'espace entre les gorges annulaires), est, de préférence, inférieur au rayon de courbure de la gorge annulaire du capuchon d'extrémité. Selon l'agencement mentionné ci-dessus, la force de rebondissement élastique de la partie incurvée peut être accrue, permettant à une extrémité du ressort circlip d'être montée de façon fortement résiliente dans l'espace entre la gorge annulaire du capuchon d'extrémité et la gorge annulaire du logement. Ceci empêche efficacement la rotation du capuchon d'extrémité. De ce fait, il est possible d'empêcher, pendant une longue période de temps, la partie incurvée et son voisinage du ressort circlip d'être déplacées jusqu'à l'ouverture d'insertion. Par voie de conséquence, le capuchon d'extrémité peut être engagé, de façon stable, par le logement pendant une longue période de temps. Les buts, caractéristiques et avantages ci-dessus et d'autres de la présente invention ressortiront en se référant à la description détaillée et aux dessins d'accompagnement. La figure 1 est une vue de face, présentant des parties éclatées, d'un dispositif de direction du type à crémaillère de la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe agrandie prise le long de la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue agrandie du secteur indiqué par une flèche A sur la figure 2; la figure 4 est une vue de face d'un ressort circlip dans un état libre; la figure 5 est une vue en coupe du capuchon d'extrémité ayant tourné selon un sens; la figure 6 est une vue en coupe du capuchon d'extrémité ayant tourné selon l'autre sens; la figure 7 est une vue de face, présentant des parties éclatées, d'un dispositif de direction du type à crémaillère de l'art antérieur; la figure 8 est une vue en coupe agrandie prise le long de la ligne VIII-VIII de la figure 7; la figure 9 est une vue en coupe des gorges annulaires de l'art antérieur; la figure 10 est une vue de face d'un ressort circlip dans un état libre de l'art antérieur; la figure 11 est une vue en coupe du ressort circlip de l'art antérieur, illustrant la manière dont est monté celui-ci; la figure 12 est une vue en coupe du capuchon d'extrémité de l'art antérieur, illustrant l'état dans lequel le capuchon d'extrémité est mis en rotation; la figure 13 est une vue en coupe du capuchon d'extrémité de l'art antérieur, illustrant l'état dans lequel le capuchon d'extrémité est soumis à une rotation supplémentaires; la figure 14 est une vue de face d'un autre ressort circlip dans un état libre de l'art antérieur; et la figure 15 est une vue de face d'un autre ressort circlip dans un état libre de l'art antérieur. La présente invention sera décrite de façon détaillée en se référant aux dessins d'accompagnement, qui illustrent un mode de réalisation préféré de la présente invention. En se référant à la figure 1, la description suivante décrira l'agencement complet d'un dispositif de direction du type à crémaillère et pignon de la présente invention. Un dispositif de direction 1 est un dispositif de direction assistée hydraulique du type à crémaillère et pignon, qui comprend un dispositif de vanne lA, un dispositif à crémaillère et pignon lB, et un dispositif de vérin hydraulique 1C, raccordés les uns aux autres, et qui est agencé de telle sorte qu'une force de direction auxiliaire développée par pression d'huile est ajoutée, en fonction d'une opération de direction, à la force de direction exercée sur une crémaillère 4 à partir d'un arbre de sortie 8. Une vanne rotative est disposée dans le dispositif de vanne 1A. Sont insérés dans la partie centrale de la vanne rotative, un arbre d'entrée 2 raccordé à un volant de direction (non représente), et une barre de torsion 9 dont seule la partie supérieure est fixée à l'arbre d'entrée 2. L'extrémité inférieure de la barre de torsion 9 est raccordée à l'arbre de sortie 8 de telle sorte qu'une force de direction (couple de rotation) exercée sur l'arbre d'entrée 2 est transmise à l'arbre de sortie 8 par l'intermédiaire de la barre de torsion 9. Par voie de conséquence, l'arbre d'entrée 2 est mis en rotation par rapport à l'arbre de sortie 8, d'un angle qui correspond à la torsion de la barre de torsion 9 en fonction de la résistance à la direction. Le dispositif de vanne 1A comporte, sur sa surface périphérique extérieure, un orifice d'entrée 42, un orifice de sortie 40 et des premier et second orifices de raccordement 43, 44. L'orifice d'entrée 42 est raccordé à une pompe 37 par l'intermédiaire d'un conduit 73. Une huile de service aspirée à partir d'un réservoir 41 au moyen d'une pompe 37 est acheminée jusqu'au dispositif de vanne 1A sous une pression prédéterminée. L'orifice de sortie 40 est raccordé au réservoir 41 par l'intermédiaire d'un conduit 74 de telle sorte qu'une huile de service évacuée du dispositif de vanne lA est ramenée au réservoir 41. L'arbre de sortie 8 comporte, à sa partie inférieure, un pignon 3 qui est engrené par la crémaillère 4 du dispositif à crémaillère et pignon lB. Des barres d'accouplement 10 sont raccordées, par l'intermédiaire de joints à rotule 6, aux extrémités transversales de la crémaillère 4. Des roues de direction sont raccordées aux barres d'accouplement 10 par l'intermédiaire de bras articulés ou analogues de telle sorte que les roues soient dirigées en fonction du déplacement transversal de la crémaillère 4. Le dispositif de vérin hydraulique lC raccordé au dispositif à crémaillère lB, constitue un vérin dans lequel le déplacement transversal de la crémaillère 4 sert de mouvement de piston, et est disposé en tant qu'actionneur destiné à développer une force de direction auxiliaire. Le dispositif de vérin hydraulique 1C est principalement formé d'un tube de vérin 19 servant de logement, et d'un piston 20 formé d'un seul tenant avec la crémaillère 4. Ce piston 20 divise l'intérieur du tube de vérin 19 pour former une paire de chambres d'huile 21, 22. Le tube de vérin 19 est pourvu, sur sa surface périphérique extérieure, d'orifices de raccordement 75, 76 de conduits, qui correspondent respectivement aux chambres d'huile 21, 22. Ces orifices de raccordement 75, 76 de conduits sont raccordés par l'intermédiaire de conduits 72, 71, aux orifices de raccordement 44, 43 de conduits du dispositif de vanne 1A. Le tube de vérin 19 est recouvert, à ses deux extrémités, par des gaines de type soufflets 5 permettant d'empêcher l'entrée de saletés, de poussières ou analogues à l'intérieur du tube de vérin 19. Un capuchon d'extrémité du type bague 11 est interposé entre la crémaillère 4 et le tube de vérin 19 à une extrémité de la chambre d'huile 22, et la crémaillère 4 est insérée par glissement à l'intérieur du capuchon d'extrémité 11. Le capuchon d'extrémité 11 comporte à ses périphéries intérieure et extérieure des joints d'étanchéité permettant de fermer hermétiquement la chambre d'huile 22. Le capuchon d'extrémité 11 est fixé au tube de vérin 19 au moyen d'un ressort circlip 30. Plus spécifiquement, similairement à l'art antérieur représenté sur la figure 9, des gorges annulaires 13, 14 sont formées en étant opposées, respectivement, dans la périphérie intérieure du tube de vérin 19 et la périphérie extérieure du capuchon d'extrémité 11, chaque gorge annulaire 13, 14 ayant une profondeur sensiblement égale à la moitié du diamètre du ressort circlip 30. Le ressort circlip 30 est inséré dans l'espace annulaire défini par les gorges annulaires 13, 14, empêchant ainsi le déplacement du capuchon d'extrémité 11 suivant le direction axiale du tube de vérin 19 (voir figure 2). Comme montré sur les figures 2 et 3, le ressort circlip 30 comporte une partie d'enroulement 31 suivant les gorges annulaires 13, 14, une partie de crochet 32 cintrée vers l'intérieur à partir d'une première extrémité de la partie d'enroulement 31, une partie incurvée 33 qui est cintrée vers l'intérieur à partir de l'autre extrémité de la partie d'enroulement 31, et une partie linéaire 34 s'étendant linéairement vers l'intérieur à partir du bout de la partie incurvée 33. Le ressort circlip 30 est fabriqué, par exemple, à partir d'un fil métallique ayant un diamètre de 1,8 mm environ. La figure 4 est une vue de face du ressort circlip dans un état libre avant son montage dans l'espace entre les gorges annulaires 13, 14. Comme montré sur la figure 4, la partie d'enroulement 31 du ressort circlip 30 s'étend linéairement et la partie de crochet 32 est cintrée en faisant un angle droit par rapport à la 1l partie d'enroulement 31. La partie incurvée 33 est cintrée du même côté que sur celui o la partie de crochet 32 est cintrée, et la partie linéaire 34 s'étend vers le même côté que celui jusqu'auquel s'étend la partie de crochet 32. Plus spécifiquement, la partie d'enroulement 31, la partie de crochet 32, la partie incurvée 33 et la partie linéaire 34 sont situées sur le même plan. Dans l'état libre montré sur la figure 4, le rayon de courbure r de l'axe central de la partie incurvée 33, est inférieur au rayon de courbure R de l'axe central de l'espace annulaire S défini par les gorges annulaires 13, 14 (voir figure 2). Plus spécifiquement, le rayon de courbure r de l'axe central de la partie incurvée 33 dans l'état libre, est fixé à 80 % du rayon de courbure R de l'axe central de l'espace annulaire S. La longueur et l'angle de la partie de bout de la partie linéaire 34 sont fixés de telle sorte que cette partie de bout vienne toujours au contact de la partie inférieure de la gorge annulaire 14 du capuchon d'extrémité 11 lorsque le ressort circlip 30 est monté dans l'espace compris entre les gorges annulaires 13, 14. Le ressort circlip 30 présentant l'agencement mentionné ci-dessus, est monté dans l'espace entre les gorges annulaires 13, 14, la partie de crochet 32 étant accrochée sur une gorge d'engagement llb du capuchon d'extrémité 11 et la partie de crochet 32 étant située sensiblement au côté opposé d'une ouverture d'insertion 15 par rapport à l'axe du capuchon d'extrémité 11 (voir figure 2). Dans cet état, étant déformées de façon résiliente pour suivre sensiblement les gorges annulaires 13, 14, la partie incurvée 33 et la partie linéaire 34 sont tenues entre et par les gorges annulaires 13, 14 (voir figure 3). Le rayon de courbure r de la partie incurvée 33 dans l'état libre, est inférieur au rayon de courbure R de la gorge annulaire 14 du capuchon d'extrémité 11. Par voie de conséquence, la force de rebondissement élastique de la partie incurvée 33 résultant des formations résilientes mentionnées ci-dessus, devient importante. Par conséquent, la partie incurvée 33 et son voisinage peuvent être montés de façon fortement résiliente entre les gorges annulaires 13, 14. Ceci a pour effet d'empêcher efficacement la rotation du capuchon d'extrémité 11. Si le capuchon d'extrémité 11 est mis en rotation de façon répétée pour amener la partie incurvée 33 et la partie annulaire 34 à se déplacer jusqu'à l'ouverture d'insertion 15 du tube de vérin 19, la partie incurvée 33 et la partie linéaire 34 sont ramenées sensiblement aux formes originales, et la partie incurvée 33 et son voisinage sont en saillie à partir de l'ouverture d'insertion 15 (voir figure 5). A ce stade, le bout de la partie linéaire 34 est tenu en venant au contact de la partie inférieure de la gorge annulaire 14 du capuchon d'extrémité 11. Par voie de conséquence, lorsque le capuchon d'extrémité 11 tend à tourner dans le sens inverse au sens de rotation des aiguilles d'une montre sur la figure 6, le côté de bout de la partie linéaire 34 ne vient pas sur le bord supérieur de l'ouverture d'insertion 15 mais est engagé par celui-ci. D'autre part, lorsque le capuchon d'extrémité 11 tend à être mis en rotation dans le sens de rotation des aiguilles d'une montre, la partie incurvée 33 et son voisinage en saillie à partir de l'ouverture d'insertion 15 sont engagés par le bord inférieur de l'ouverture d'insertion 15 (voir figure ). Par conséquent, il est possible d'empêcher de façon sûre que le capuchon d'extrémité 11 ne soit mis en rotation à la fois dans le sens de rotation des aiguilles d'une montre et dans le sens contraire au sens de rotation des aiguilles d'une montre. Ceci a pour effet d'empêcher de façon sûre que la partie d'enroulement 31 du ressort circlip 30 ne sorte du tube de vérin 19. En outre, la partie d'enroulement 31 conduit jusqu'à la partie linéaire 34 au travers de la partie incurvée 33. Par conséquent, il est possible d'empêcher l'apparition d'une concentration de contraintes à la position de virage. Ceci a pour conséquence d'empêcher la rupture du ressort circlip 30. REVENDICATIONS 1. Dispositif de direction du type à crémaillère (1), comprenant: un pignon (3) raccordé à un arbre de direction (2); une crémaillère (4) engrenée par le dit pignon (3); un logement cylindrique (19) dans lequel la dite crémaillère (4) est insérée; un capuchon d'extrémité (11) inséré dans une première extrémité du dit logement (19), la dite crémaillère (4) étant insérée dans le dit logement (19); et un ressort circlip (30) interposé entre une gorge annulaire (14) formée dans la périphérie extérieure du dit capuchon d'extrémité (11) et une gorge annulaire (13) qui est opposée à la dite gorge annulaire mentionnée en premier (14) et qui est formée dans le dit logement (19), le dit ressort circlip (30) comportant à son extrémité (i) une partie incurvée cintrée vers l'intérieur (33) et (ii) une partie linéaire (34) qui s'étend linéairement vers l'intérieur à partir du bout de la dite partie incurvée (33) et ayant un bout qui vient toujours au contact de la partie inférieure de la dite gorge annulaire (14) dans le dit capuchon d'extrémité (11), le dit ressort circlip (30) étant agencé pour empêcher que le dit capuchon d'extrémité (11) ne soit déplacé axialement par rapport au dit logement (19). 2. Dispositif de direction du type à crémaillère (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayon de courbure (r) de la dite partie incurvée (33) du dit ressort circlip (30) dans un état libre, est inférieur au rayon de courbure (R) de la dite gorge annulaire (13, 14) du dit capuchon d'extrémité (11).