Brevet FR2897826A1 — publié le 20070831

DIRECTION POUR UN VEHICULE AUTOMOBILE L'invention concerne une direction pour un véhicule automobile comprenant un moteur électrique comportant un arbre creux au travers duquel est passée une barre qui peut être entraînée dans les deux sens de sa direction longitudinale au moyen dudit moteur électrique, par l'intermédiaire d'un mécanisme à vis et d'un mécanisme intermédiaire qui réduit la vitesse de rotation du moteur électrique, l'arbre creux étant relié solidairement en rotation à un profil extérieur d'entraînement qui sert à transmettre le couple au mécanisme intermédiaire, le mécanisme intermédiaire comportant au moins une première roue de mécanisme dont l'axe est fixe en position par rapport à une partie de boîtier de la direction et dont le profil extérieur sert à la transmission du couple, la vis du mécanisme à vis étant formée sur la barre, et l'écrou du mécanisme à vis pouvant être entraîné par le mécanisme intermédiaire. Une direction de ce genre est connue par la publication DE 37 35 517 Al. Ce document décrit une direction possédant un moteur électrique à travers l'arbre creux duquel est passée une barre qui est prévue pour orienter les roues arrière d'un véhicule. Cette barre est entraînée dans sa direction longitudinale par un moteur électrique par l'intermédiaire d'un mécanisme épicycloïdal (servant de mécanisme intermédiaire) et d'un mécanisme à vis. Un mécanisme épicycloïdal est compliqué et coûteux à réaliser car il comprend uni nombre de pièces relativement important et il exige des dispositions particulières pour réduire le jeu. Par ailleurs, le rendement d'un mécanisme épicycloïdal n'est pas très grand et il tend à produire du bruit. La présente invention a donc pour but de créer une direction compacte 30 comprenant un mécanisme à vis et dont la fabrication est moins compliquée. Ce problème est résolu par la direction telle que définie en préambule et caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une deuxième roue de mécanisme possédant un profil extérieur qui transmet le couple et qui est reliée solidairement en rotation à la première roue de mécanisme pour former une partie constitutive du mécanisme intermédiaire, et en ce que le mécanisme intermédiaire est prévu pour la transmission de son couple de sortie à un profil extérieur qui est relié solidairement en rotation à l'écrou du mécanisme à vis La direction selon l'invention est particulièrement facile à adapter aux conditions qu'on exige d'une direction pour roues avant. On peut y utiliser un moteur électrique à faible moment d'inertie. L'espace d'encombrement nécessaire est relativement petit. La direction peut faire partie d'une direction à force auxiliaire ou d'une direction à force extérieure et elle demande des pièces de mécanisme auxiliaire simples et en nombre relativement petit, ce qui est en faveur de la fiabilité et de la réduction du bruit. En particulier, elle n'exige aucune denture intérieure coûteuse ni aucune roue conique. Le rapport de transmission entre la vitesse de rotation du moteur électrique et le mouvement longitudinal de la barre est avantageusement adapté aux conditions qu'on exige d'une direction de roues avant et/ou de roues arrière d'un véhicule automobile. Le mécanisme à vis est de préférence constitué par un mécanisme à vis à corps roulants (mécanisme à écrou à rouleaux ou à billes). Le mécanisme intermédiaire peut être constitué par un mécanisme à organe de traction (en particulier un mécanisme à courroie crantée) ou par un mécanisme à roues droites ou encore par une combinaison des deux. Il peut être à deux ou plus de deux étages, et être réducteur dans tous les cas. Pour la réduction du bruit, il est avantageux de réaliser au moins l'un des profils extérieurs en matière élastique, au moins en surface (sur l'arbre creux, sur l'écrou du mécanisme à vis, sur une roue du mécanisme lorsqu'elle constitue une denture extérieure). 30 3 Les deux roues de mécanisme peuvent être couplées solidairement en rotation entre elles par un arbre intermédiaire ou assemblées solidairement en rotation entre elles. Lorsque les roues sont couplées solidairement en rotation entre elles, l'arbre intermédiaire peut être réalisé d'une seule pièce avec au moins une des roues. De façon avantageuse, au moins une extrémité de l'arbre intermédiaire est librement accessible et un capteur de position angulaire peut être monté sur cette extrémité de l'arbre intermédiaire. La présente invention et ses avantages apparaîtront dans la description suivante de modes réalisation préférés de l'invention donnés à titre non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'un premier exemple de réalisation possédant un mécanisme à organe de traction en tant que mécanisme intermédiaire, 20 la figure 2 est une représentation schématique d'un deuxième exemple de réalisation comprenant un mécanisme intermédiaire qui possède des roues de mécanisme réunies en une seule pièce, la figure 3 est une représentation schématique d'un troisième exemple de 25 réalisation comprenant un mécanisme à roues droites en tant que mécanisme intermédiaire, et la figure 4 est une représentation schématique d'un quatrième exemple de réalisation dans lequel le mécanisme intermédiaire est constitué par une forme 30 mixte composée d'un mécanisme à organe de traction et d'un mécanisme à roues droites.15 4 La figure 1 illustre un exemple de réalisation préféré dans lequel le mécanisme intermédiaire est constitué par une transmission à organe de traction. Un moteur électrique 1 comprenant un stator 2 et un rotor 3 est constitué par un moteur comportant un arbre creux 4, et il s'étend coaxialement à une barre 5 qui peut se déplacer en translation dans les deux sens de sa direction longitudinale sous l'action du moteur électrique et qui (si elle est utilisée dans une direction à force auxiliaire) peut présenter, dans une certaine région, la forme d'une crémaillère (pour entrer en prise avec un pignon de direction) qui se trouve à gauche ou à droite de la région représentée sur la figure. La barre est prévue pour braquer des roues, non représentées, d'un véhicule, par l'intermédiaire de barres d'accouplement non représentées. Le stator 2 est assemblé solidairement à une partie 6 du boîtier. L'arbre creux 4 est monté rotatif au moyen de paliers 7, 8 dans une partie non représentée du boîtier et il est relié solidairement en rotation à une poulie à courroie 9 qui présente un profil extérieur d'entraînement servant à transmettre le couple à une courroie 10 qui fait partie d'un mécanisme intermédiaire. La courroie transmet le couple d'entraînement du moteur électrique 1 à une première roue de mécanisme (la poulie à courroie 11) qui est fixée solidairement en rotation à un arbre intermédiaire 12. Cet arbre 12 est monté rotatif dans le boîtier 6 et il assure la liaison par force entre la poulie à courroie 11 et une autre roue de mécanisme (la poulie à courroie 13) qui est également reliée solidairement en rotation à l'arbre intermédiaire 12. Au moins une des poulies à courroie 11, 13 peut être réalisée d'une seule pièce avec l'arbre intermédiaire 12. Une autre courroie 14 transmet le couple de la poulie à courroie 13 au profil extérieur d'une poulie à courroie 15 qui est reliée solidairement en rotation à un écrou à billes 16 appartenant à un mécanisme à corps roulants-vis (ici un mécanisme écrou à billes-vis). L'écrou à billes 16 est monté rotatif dans le boîtier 6 coaxialement au moteur électrique (mobile en rotation mais essentiellement bloqué en translation longitudinale) et, au moyen d'une vis non représentée, montée sur la barre 5, il convertit le couple en une force axiale exercée sur la barre 5 (montée mobile en translation longitudinale mais essentiellement bloquée en rotation). Le mode de fonctionnement des mécanismes à écrous à billes-vis, en 5 particulier avec circulation de billes, est connu depuis longtemps dans l'état général de la technique, par exemple par le document DE 103 10 492 Al. Les éléments 9 à 15 forment le mécanisme intermédiaire, mentionné plus haut, présentant la forme d'une transmission à organe de traction. Ici, les profils extérieurs des éléments 9, 11,13, 15 sont adaptés aux profils intérieurs des organes de traction 10 et 14 donc, par exemple dentés si l'on utilise une courroie crantée. Sur la figure 1, l'extrémité droite de l'arbre intermédiaire 12 est librement accessible, de sorte qu'il était possible d'agencer à cet endroit un capteur de position angulaire à aimant permanent 17 dont la direction du champ est indiquée par la flèche N et décrit par exemple dans le document DE 100 17 061 Al. Toutefois, on peut aussi imaginer d'autres types de capteurs de position angulaire, par exemple un disque perforé, un capteur incrémentai etc. La figure 2 diffère de la figure 1 en ce que les deux roues de mécanisme, à savoir les poulies à courroie 11 et 13a, ne sont pas solidaires d'un arbre intermédiaire mais sont au contraire reliées directement solidairement entre elles, et en particulier fabriquées d'une seule pièce et montées rotatives sur un axe fixe 12a. La figure 3 est un exemple de réalisation dans lequel le mécanisme intermédiaire est constitué par un mécanisme à roues droites, donc dans lequel les profils extérieurs des roues droites 20 et 20a, qui transmettent les couples, sont dentés. Dans ce cas, de même que sur la figure 1, les roues droites 21 et 22 sont montées solidairement en rotation sur un arbre intermédiaire commun 12. La roue droite 20 est reliée solidairement en rotation à l'arbre creux 4 et la roue droite 23 solidairement en rotation à l'écrou 16. Pour la réduction du bruit, au moins une des roues droites peut être de constitution élastique sur son profil extérieur. La figure 4 représente une combinaison de parties du mécanisme intermédiaire tel qu'illustré par les figures 1 et 2. Le côté gauche du mécanisme intermédiaire 9--10-11-12-22-23 est constitué par un étage de transmission à organe de traction 9-10-11 et le côté droit par un étage de mécanisme à roues droites 22-23. La présente invention n'est pas limitée aux formes de réalisation préférées décrites, mais peut subir différentes rnodifications ou variantes évidentes pour l'homme du métier. REVENDICATIONS 1. Direction pour véhicule automobile comprenant un moteur électrique (1) comportant un arbre creux (4) au travers duquel est passée une barre (5) qui peut être entraînée dans les deux sens de sa direction longitudinale au moyen dudit moteur électrique, par l'intermédiaire d'un mécanisme à vis (5 - 16) et d'un mécanisme intermédiaire (9 à 15) qui réduit la vitesse de rotation du moteur électrique, l'arbre creux (14) étant relié solidairement en rotation à un profil extérieur d'entraînement (9) qui sert à transmettre le couple au mécanisme intermédiaire, le mécanisme intermédiaire comportant au moins une première roue de mécanisme (11) dont l'axe est fixe en position par rapport à une partie de boîtier (6) de la direction et dont le profil extérieur sert à la transmission du couple, la vis du mécanisme à vis étant formée sur la barre (5), et l'écrou (16) du mécanisme à vis pouvant être entraîné par le mécanisme intermédiaire, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une deuxième roue de mécanisme (13) possédant un profil extérieur qui transmet le couple et qui est reliée solidairement en rotation à la première roue de mécanisme (11) pour former une partie constitutive du mécanisme intermédiaire, et en ce que le mécanisme intermédiaire est prévu pour la transmission de son couple de sortie à un profil extérieur (15) qui est relié solidairement en rotation à l'écrou (16) du mécanisme à vis. 2. Direction selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rapport de transmission entre la vitesse de rotation du moteur électrique (1) et le mouvement longitudinal de la barre (5) est adapté aux conditions qu'on exige d'une direction de roues avant et/ou de roues arrière d'un véhicule automobile. 3. Direction selon la revendication 1, caractérisée en ce que le mécanisme à vis (5 - 16) est un mécanisme à vis à corps roulants. 730 8 4. Direction selon la revendication 1, caractérisée en ce que au moins l'une des roues de mécanisme (11, 13) est une partie d'une transmission à organe de traction. 5.. Direction selon la revendication 1, caractérisée en ce que au moins l'un des profils extérieurs des roues de mécanisme (20 à 23) est denté. 6. Direction selon la revendication 5, caractérisée en ce que au moins l'un des profils extérieurs (20 à 23) est fait d'une matière élastique sur sa surface. 7. Direction selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que au moins l'une des roues de mécanisme (21, 22), qui sont couplées solidairement en rotation entre elles, fait partie d'un mécanisme à roues droites. 15 8. Direction selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux roues de mécanisme (11, 13; 11, 13a; 21, 22; 11, 22) sont couplées solidairement en rotation entre elles par un arbre intermédiaire (12). 9. Direction selon la revendication 8, caractérisée en ce que les deux 20 roues de mécanisme (11, 13; 11, 13a; 21, 22; 11, 22) sont assemblées solidairement en rotation entre elles. 10. Direction selon: la revendication 8, caractérisée en ce que l'arbre intermédiaire (12) est réalisé d'une seule pièce avec au moins une roue de 25 mécanisme (11, 13; 21, 22; 11, 22). 11. Direction selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que au moins une extrémité de l'arbre intermédiaire (12) est librement accessible. 30 12. Direction selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisée en ce qu'un capteur de position angulaire (17) est monté sur l'arbre intermédiaire (12).10