Brevet FR2908723A1 — publié le 20080523

La présente invention concerne, de façon générale, les systèmes de direction assistée électrique pour 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. II 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 2908723 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 pour 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 30 d'un carter, avec des moyens réalisant une précharge axiale de ces roulements, 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 autre roulement situé à l'extrémité la plus extérieure du pignon, un moyen d'arrêt étant monté sur le pignon contre le 35 moyeu de la roue tangente, à l'opposé du premier roulement, tandis qu'une vis 2908723 3 de précharge est appuyée contre l'autre roulement, lui-même lié axialement au pignon, de manière à limiter les jeux internes axiaux des deux roulements. Ainsi, le dispositif de la présente invention supprime l'un des deux roulements habituellement disposés de part et d'autre du moyeu de la roue 5 tangente du réducteur, tout en assurant la précharge des roulements subsistants, cette fonction étant toutefois assurée en un point différent des réalisations actuelles. La suppression de l'un des roulements conduit à une simplification de la structure et à une économie, et elle permet aussi une réalisation moins hyperstatique. De plus, cette suppression d'un roulement, 10 remplaçable par un moyen d'arrêt qui peut être un simple anneau d'arrêt monté dans une gorge annulaire du pignon, procure un gain de place potentiel, le pignon pouvant être raccourci. Enfin, la suppression d'un roulement interne simplifie aussi les formes du carter et facilite une réalisation de carter monobloc, sans partie rapportée. 15 Dans un mode de réalisation préfixé de l'invention, la vis de précharge est une vis évidée en son centre pour le passage de l'extrémité correspondante du pignon, cette vis étant vissée dans un taraudage correspondant du carter et étant appuyée contre la cage extérieure du roulement associé, tandis que la cage intérieure de ce roulement est arrêtée 20 axialement sur l'extrémité correspondante du pignon par un moyen d'arrêt, tel qu'un anneau d'arrêt. Avantageusement, un écrou de maintien est vissé sur la vis de précharge et appuyé contre une zone annulaire correspondante du carter, pour empêcher la rotation de la vis de précharge et maintenir ainsi le serrage initial 25 de cette vis. La vis de précharge et l'écrou de maintien associés à celle-ci peuvent être placés dans un logement du carter débouchant vers l'extérieur mais obturé par un bouchon étanche, ce qui facilite le montage du dispositif tout en garantissant son étanchéité vis-à-vis de l'extérieur. 30 L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme de réalisation de ce module de direction assistée électrique sur pignon pour véhicule automobile : Figure 1 (déjà mentionnée) est une vue d'ensemble en perspective 35 d'un système de direction assistée électrique sur pignon ; 2908723 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. Sur la figure 3, à laquelle il est ici directement fait référence, les 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 2, 10 autrement dit du côté de l'arbre d'entrée 6, le pignon de direction 8 est maintenu par le seul roulement à billes 13, l'autre roulement 14 (selon la 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 18. 15 Un simple anneau d'arrêt 19, monté dans une gorge annulaire du pignon de direction 8, sert ici à arrêter axialement le moyeu de la roue tangente 12 du réducteur, sur le côté opposé au roulement 13. Vers l'autre extrémité du pignon de direction 8, la cage intérieure du roulement 18 est arrêtée axialement par un autre anneau d'arrêt 20, monté 20 dans une gorge annulaire du pignon 8. Au niveau du roulement 18, il est prévu une vis de précharge 21, maintenue au moyen d'un écrou 22. La vis 21, évidée en son centre pour le passage de l'extrémité du pignon 8, est vissée dans un taraudage correspondant du carter 2, et elle se trouve ainsi appuyée contre la cage 25 extérieure du roulement 18. L'écrou 22, vissé extérieurement autour de la vis 21, prend appui contre une zone annulaire correspondante du carter 2 pour maintenir le serrage de la vis 21, en empêchant sa rotation. Ainsi, la vis de précharge 21 exerce une action de précharge sur les deux roulements 13 et 18. Plus particulièrement, la vis 21 appuyant sur la 30 cage extérieure du roulement 18 en exerçant sur celle-ci un certain effort axial, cet effort est transmis par la cage intérieure du roulement 18 au pignon 8. L'anneau d'arrêt 19 retransmet cet effort au moyeu de la roue tangente 12 du réducteur, qui lui-même transmet cet effort à la cage intérieure du roulement 13, dont la cage extérieure prend appui sur une partie de carter 2a, 35 en l'occurrence (dans l'exemple illustré) une partie de carter 2a qui loge un 2908723 5 capteur de couple 23 et un circuit électronique associé 24. De cette façon, les jeux internes axiaux des deux roulements 13 et 18 sont limités. Enfin, on notera que la vis de précharge 21 et l'écrou de maintien 22 associé à celle-ci sont placés dans un logement terminal 25 du 5 carter 2, lequel débouche vers l'extérieur mais est obturé par un bouchon circulaire étanche 26. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme de réalisation de ce module de direction assistée électrique sur pignon qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les 10 variantes respectant le même principe, quels qu'en soient notamment les détails de forme et de construction. C'est ainsi, en particulier, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention en remplaçant le carter de direction 2, complété par une partie de carter 2a rapportée, par un carter de structure monobloc, auquel cas un flasque de fermeture serait toutefois nécessaire du 15 côté de l'arbre d'entrée 6. 5 10 15 20 25 30 35 REVENDICATIONS 1. Module de direction assistée électrique sur pignon pour 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), avec des moyens réalisant une précharge axiale de ces roulements, 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 autre roulement (18) situé à l'extrémité la plus extérieure du pignon (8), un moyen d'arrêt (19) étant monté sur le pignon (8) contre le moyeu de la roue tangente (12), à l'opposé du premier roulement (13), tandis qu'une vis de précharge (21) est appuyée contre l'autre roulement (18), lui-même lié axialement au pignon (8), de manière à limiter les jeux internes axiaux des deux roulements (13, 18). 2. Module de direction assistée électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'arrêt, monté contre le moyeu de la roue tangente (12), est un anneau d'arrêt (19) monté dans une gorge annulaire du pignon (8). 3. Module de direction assistée électrique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la vis de précharge (21) est une vis évidée en son centre pour le passage de l'extrémité correspondante du pignon (8), cette vis (21) étant vissée dans un taraudage correspondant du carter (2) et étant appuyée contre la cage extérieure du roulement associé (18), tandis que la cage intérieure de ce roulement (18) est arrêtée axialement sur l'extrémité correspondante du pignon (8) par un moyen d'arrêt, tel qu'un anneau d'arrêt (20). 10 2908723 7 4. Module de direction assistée électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un écrou de maintien (22) est vissé sur la vis de précharge (21) et appuyé contre une zone annulaire correspondante du carter (2), pour empêcher la rotation de la vis de précharge (21). 5. Module de direction assistée électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la vis de précharge (21) et l'écrou de maintien (22) associé à celle-ci sont placés dans un logement (25) du carter (2) débouchant vers l'extérieur mais obturé par un bouchon étanche (26).