Brevet FR2908724A1 — publié le 20080523

La présente invention concerne, de façon générale, les systèmes de direction assistée électrique de véhicule automobile. Elle se rapporte, plus particulièrement, aux systèmes de direction assistée électrique sur pignon, c'est-à-dire les systèmes dans lesquels un module d'assistance, comprenant en particulier un moteur électrique d'assistance, est installé au niveau du pignon de direction qui est habituellement en prise avec la crémaillère, le moteur électrique d'assistance étant ainsi accouplé à ce pignon. La figure 1 du dessin schématique annexé est une vue en perspective rappelant la structure générale d'un système de direction assistée électrique sur pignon, et la figure 2 est une vue en coupe détaillée d'un module de direction assistée électrique sur pignon, dans une forme de réalisation actuellement existante. Il s'agit d'une direction à crémaillère, dans laquelle un carter de direction 2 loge une crémaillère 3, montée coulissante suivant la direction longitudinale du carter 2. Les extrémités de la crémaillère 3 sont accouplées à deux biellettes de direction 4, elles-mêmes raccordées aux boîtiers de rotule côté roues 5 associés respectivement aux roues directrices droite et gauche du véhicule automobile concerné. Une colonne de direction (ici non représentée) est raccordée à un arbre d'entrée 6 qui est relié, par l'intermédiaire d'une barre de torsion 7, à un pignon de direction 8 venant en prise avec la denture de la crémaillère 3. Un dispositif de poussoir 9 exerce un effort de pression sur le dos de la crémaillère 3, à l'opposé du pignon 8. S'agissant ici d'une direction assistée électrique, celle-ci comporte encore un moteur électrique d'assistance 10 à deux sens de rotation, qui est accouplé dans le cas présent au pignon de direction 8 par l'intermédiaire d'un réducteur mécanique à vis sans fin 11 et roue tangente 12, cette dernière étant montée autour du pignon 8 et liée en rotation par son moyeu à ce pignon 8. Ainsi, un couple moteur additionnel (ou éventuellement un couple résistant) peut être transmis au pignon de direction 8, ce couple additionnel s'ajoutant au couple exercé manuellement, par le conducteur du véhicule, sur le volant de conduite lié à la colonne de direction. Le réducteur, constitué de la vis sans fin 11 et de la roue tangente 12, est logé dans une partie du carter de direction 2. Dans le détail, comme le montre la figure 2, le pignon de direction 8 est monté tournant, à l'intérieur du carter 2, au moyen de deux roulements à billes 13 et 14 disposés de part et d'autre du moyeu de la roue tangente 12 du 2908724 2 réducteur. L'extrémité du pignon de direction 8 éloignée de l'arbre d'entrée 6 est maintenue dans le carter de direction 2 par une douille à aiguilles 15. Actuellement, pour limiter les jeux axiaux des roulements 13 et 14 servant de paliers au pignon de direction 8, il convient d'exercer une précharge 5 sur ces roulements, ce qui est réalisé, à l'intérieur du carter 2, par une vis de précharge 16 maintenue au moyen d'un écrou 17. La vis 16, évidée en son centre pour le passage du pignon 8, est vissée dans un taraudage correspondant du carter 2, et elle se trouve ainsi appuyée contre une face frontale du roulement 13. L'écrou 17, vissé extérieurement autour la vis 16, 10 prend appui contre une partie du carter 2 pour maintenir le serrage de la vis 16, en empêchant sa rotation. La présence de la vis de précharge 16 et de l'écrou de maintien 17, ainsi que du roulement 14, a pour inconvénients de compliquer la structure du module de direction assistée, y compris le carter de direction 2, d'occuper une 15 place relativement importante, et de rendre le dispositif hyperstatique compte tenu de la présence du troisième roulement 15, et elle a aussi des incidences néfastes sur le coût du module d'assistance. La présente invention vise à éviter ces inconvénients, et elle a donc pour but de perfectionner un module de direction assistée électrique du genre 20 ici concerné, en fournissant un mode de réalisation qui soit de structure simplifiée, qui permette un gain de place, qui soit moins hyperstatique et qui procure aussi un gain économique, en comparaison avec les réalisations actuelles. A cet effet, l'invention a pour objet un module de direction assistée 25 électrique sur pignon de véhicule automobile, du genre comprenant un moteur électrique d'assistance accouplé à un pignon de direction par l'intermédiaire d'un réducteur à vis sans fin et roue tangente, le moyeu de la roue tangente étant lié en rotation au pignon, qui le traverse, et des paliers du genre roulements étant prévus pour le montage tournant du pignon à l'intérieur d'un 30 carter, ledit module de direction étant essentiellement caractérisé en ce que les paliers sont constitués par un premier roulement situé à l'extrémité la plus intérieure du pignon, et par un roulement à jeu nul situé à l'extrémité la plus extérieure du pignon, des moyens d'arrêt étant prévus pour la retenue axiale du roulement à jeu nul sur l'extrémité correspondante du pignon et sur le 35 carter. 2908724 3 Ainsi, la solution technique objet de la présente invention consiste à supprimer la précharge du pignon de direction, habituellement réalisée par une vis de précharge et un écrou de maintien associé, à supprimer aussi l'un des deux roulements habituellement disposés de part et d'autre du moyeu de la 5 roue tangente du réducteur, et à monter un roulement à jeu nul en lieu et place de la douille à aiguilles habituelle. La suppression de l'un des roulements, et des moyens habituels de précharge du pignon, conduit à une simplification de la structure et à une économie, et elle permet aussi une réalisation moins hyperstatique. De plus, 10 cette suppression d'un roulement procure un gain de place potentiel, le pignon pouvant être raccourci. Par ailleurs, la suppression d'un roulement interne simplifie les formes du carter, et elle facilite une réalisation de carter monobloc, sans partie rapportée. Dans un mode de réalisation de l'invention, le moyen d'arrêt du 15 roulement à jeu nul sur l'extrémité correspondante du pignon est constitué par un écrou vissé sur un filetage de cette extrémité du pignon et venant en appui contre la cage intérieure dudit roulement à jeu nul. Dans une variante, le moyen d'arrêt du roulement à jeu nul sur l'extrémité correspondante du pignon est constitué par un anneau d'arrêt monté 20 dans une gorge annulaire de cette extrémité du pignon et venant en appui contre la cage intérieure dudit roulement à jeu nul. Quant au moyen d'arrêt de ce roulement à jeu nul sur le carter, celui-ci peut être constitué par un bouchon fileté, vissé dans un taraudage correspondant du carter de manière à prendre appui sur la cage extérieure 25 dudit roulement à jeu nul. Avantageusement, le bouchon fileté assure ici aussi l'étanchéité. On notera enfin que, le maintien axial du pignon étant assuré par le seul roulement à jeu nul, le premier roulement peut ne pas posséder d'appui sur la partie de carter logeant ce premier roulement. 30 De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques formes de réalisation de ce module de direction assistée électrique de véhicule automobile : Figure 1 (déjà mentionnée) est une vue d'ensemble en perspective 35 d'un système de direction assistée électrique sur pignon ; 2908724 4 Figure 2 (déjà mentionnée) est une vue en coupe détaillée d'un module de direction assistée électrique sur pignon, selon l'état de la technique ; Figure 3 est une vue en coupe détaillée, similaire à la figure 2 mais se rapportant à un module de direction assistée électrique sur pignon conforme 5 à la présente invention ; Figure 4 est une vue partielle en coupe, correspondant à une portion de la figure 3, illustrant une variante du module de direction assistée électrique sur pignon selon l'invention. Sur la figure 3, à laquelle il est ici directement fait référence, les 10 éléments communs avec la figure 2 sont désignés par les mêmes repères numériques, et ne seront pas décrits une nouvelle fois. A son extrémité située le plus à l'intérieur du carter de direction, autrement dit du côté de l'arbre d'entrée 6, le pignon de direction 8 est maintenu par un unique roulement à billes 13, l'autre roulement 14 (selon la 15 figure 2) étant ici supprimé. L'autre extrémité du pignon 8, c'est-à-dire son extrémité la plus éloignée de l'arbre d'entrée 6, est maintenue dans le carter de direction 2 par un roulement à billes à jeu nul 18. La cage intérieure du roulement à jeu nul est maintenue axialement sur le pignon 8 par un écrou 19, vissé sur un filetage 20 formé à l'extrémité du 20 pignon 8. La cage extérieure de ce roulement 18 est en appui sur un épaulement annulaire 21 du carter de direction 2. Un bouchon fileté 22, vissé de façon étanche dans un taraudage correspondant 23 du carter 2, prend appui par son bord annulaire sur la cage extérieure du roulement à jeu nul 18, et assure ainsi le maintien de ce 25 roulement 18 sur le carter 2. Le premier roulement 13 se situe au niveau d'une partie de carter 2a qui, dans l'exemple illustré, loge un capteur de couple 24 et un circuit électronique associé 25. Cependant, contrairement à la réalisation connue selon la figure 2, ce premier roulement 13 ne possède pas d'appui sur la partie 30 de carter 2a qui loge le capteur de couple 24. Dans une variante, représentée sur la figure 4, la cage intérieure de roulement à jeu nul 18 est maintenue axialement par un anneau d'arrêt 26, monté dans une gorge annulaire ménagée à l'extrémité correspondante du pignon de direction 8. 35 Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes de réalisation de ce module de direction assistée électrique sur pignon qui ont 2908724 5 été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes respectant le même principe, quels qu'en soient notamment les détails de forme et de construction. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en ayant recours à tous moyens 5 équivalents, ceci s'appliquant en particulier aux moyens d'arrêt retenant le roulement à jeu nul sur l'extrémité du pignon de direction. Dans le même ordre d'idées, le carter de direction 2 complété par une partie de carter rapportée 2a est remplaçable par un carter de structure monobloc, auquel cas un flasque de fermeture serait toutefois nécessaire du côté de l'arbre d'entrée 6. 10 REVENDICATIONS 1. Module de direction assistée électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'arrêt du roulement à jeu nul (18) sur l'extrémité correspondante du pignon (8) est constitué par un écrou (19) vissé sur un filetage (20) de cette extrémité du pignon (8) et venant en appui contre la cage intérieure dudit roulement à jeu nul (18). Module de direction assistée électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'arrêt du roulement à jeu nul (18) sur l'extrémité correspondante du pignon (8) est constitué par un anneau d'arrêt (26) monté dans une gorge annulaire de cette extrémité du pignon (8) et venant en appui contre la cage intérieure dudit roulement à jeu nul (18). Module de direction assistée électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le moyen d'arrêt du roulement à jeu nul (18) sur le carter (2) est constitué par un bouchon fileté (22), vissé dans un taraudage 1. Module de direction assistée électrique sur pignon de véhicule automobile, le module comprenant un moteur électrique d'assistance (10) accouplé à un pignon de direction (8) par l'intermédiaire d'un réducteur à vis sans fin (11) et roue tangente (12), le moyeu de la roue tangente (12) étant lié en rotation au pignon (8), qui le traverse, et des paliers du genre roulements étant prévus pour le montage tournant du pignon (8) à l'intérieur d'un carter (2), caractérisé en ce que lesdits paliers sont constitués par un premier roulement (13) situé à l'extrémité la plus intérieure du pignon (8), et par un roulement à jeu nul (18) situé à l'extrémité la plus extérieure du pignon (8), des moyens d'arrêt (19 ; 21 ; 26) étant prévus pour la retenue axiale du roulement à jeu nul (18) sur l'extrémité correspondante du pignon (8) et sur le carter (2). 10 15 2. 20 3. 25 30 4. 5 2908724 7 correspondant du carter (2) de manière à prendre appui sur la cage extérieure dudit roulement à jeu nul (18). 5. Module de direction assistée électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bouchon fileté (22) est un bouchon assurant l'étanchéité. 6. Module de direction assistée électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le premier roulement (13) ne possède pas d'appui sur la partie de carter (2a) logeant ce premier roulement (13).10