Brevet FR2966414A1 — publié le 20120427

L'invention se rapporte un mécanisme de direction pour véhicule, comportant un. boîtier, une crémaillère agencée dans le boîtier de manière à être déplaçable dans une direction longitudinale, un entraînement pour déplacer la crémaillère dans la direction longitudinale, et un support supportant la crémaillère selon une direction transversale à la direction. longituddnale. Un mécanisme de direction de ce type est connu du document. DE 20 2005 007 923. Le support est agencé à une IO extrémité extérieure du boîtier de manière à recevoir des contraintes de flexion agissant sur la crémaillère, le plus près possible de l'extrémité extérieure de la crémaillère où les contraintes de flexion sont. produites. Le problème dans cette configuration connue est que la distance 15 maximale entre l'extrémIté de la crémaillère, où les contraintes de flexion sont appliquées, et le support correspond au moins à la longueur de la course de la créma lll ère entre ses deux positions extrêmes. Le but de l'invention est d'améliorer le mécanisme de 20 direction connu de telle sorte que la crémaillère soit soumise à des couples de flexion réduits. A cet effet, il est prévu un mécanisme de direction du type mêntionné ci-dessus, qui est caractérisé en ce que le support est agencé dans le boîtier de manière à être 25 déplaçable dans une direction longitudinale. L'invention est basée sur l'idée de réduire la longueur maximale sur laquelle la crémaillère fait saillie du boîtier et du support. Ceci est obtenu en montant le support de manière déplaçable, de telle sorte qu'il peut être rétracté dans le 30 boîtier lorsque l'extrémité extérieure respective de la crémaillère est déplacée vers le boîtier. Selon un mode de réalisation préféré, le boîtier est pourvu d'un guidage coulissant recevant le support. Ceci permêt de monter le support de manière très simple, ce qui mène à des coûts réduits du mécanisme de direction. Le support est de préférence précontraint élastiquement à l'encontre d'une butée, la butée définissant une position de distance maximale entre le support et l'entraînement pour déplacer la crémaillère. Ceci permet un rappel automatique du support dans une position définie dans laquelle la. longueur en. saillie de la crémaillère est réduite. La force de précontrainte élastique pour presser le support contre la butée peut être réalisée par un simple ressort, et la butée peut être IO réalisée à partir d'un circlips de retenue agencé dans une gorge dans le boîtier. Il est cependant également possible d'utiliser d'autres moyens pour prévoir l'action de précontrainte agissant sur le support pour réaliser la butée. 15 Selon un mode de réalisation préféré, la. crémaillère est pourvue d'un joint sphérique auquel une partie d'une tringlerie de direction peut être reliée, le support étant pourvu d'une surface de contact pour le joint sphérique de telle sorte que le joint sphérique peut déplacer le support 20 depuis la position de distance maximale par rapport à l'entraînement. de crémaillère, vers l'intérieur du boîtier. Ceci permet un retrait automatique du support depuis sa position allongée dans laquelle il contacte la b ii ée, vers une position plus à l'intérieur du boîtier, ceci permettant 25 à la crémaillère de se déplacer vers une position dans laquelle le jo i nt sphérique est agencé dans le boîtier. Selon le mode de réalisation préféré, le support est réalisé à partir d'un élément coulissant contactant le boîtier, et d'un élément support. reçu à l'intérieur de 30 l'élément coulissant et supportant la. crémaillère. Ceci permet l'utilisation de différents matériaux pour l'élément coulissant et l'élément support, chacun des matériaux étant adapté aux exigences particulières. Selon un mode de réalisation alternatif, le support est réalisé sous forme de pièce monobloc en une matière offrant des propriétés de coulissement et de support. Selon un autre mode de réalisation, le support est réalisé à. partir d'une enveloppe coulissante contactant le boîtier et la crémaillère, et d'un noyau métallique renfermé dans l'enveloppe et supportant des contraintes de flexion et de compression agissant sur le support. Ceci offre de bonnes propriétés de coulissement par rapport au boîtier et à la crémaillère en préservant en même temps une bonne rigidité. L'invention sera maintenant décrite à l'aide d'un mode 10 de réalisation montré dans les dessins. Ceux-ci montrent : - la figure 1 un mécanisme de direction selon l'invention avec la crémaillère dans une première position, - la figure 2 le mécanisme de direction de la figure 1 avec la crémaillère dans une deuxième position, 15 - la figure 3 le mécanisme de direction de la. figure 1 avec la crémaillère dans une position extrême, - la figure 4 une comparaison entre le couple de flexion agissant sur une crémaillère dans un mécanisme de direction. selon l'état de la technique, et dans un 20 mécanisme de direction selon l'invention ; et - la figure 5 un support alternatif apte à être utilisé dans le mécanisme de direction de la figure 1. La. figure 1 montre un. mécanisme de direction a0 comportant en tant que composants principaux un boîtier 12, 25 en entraînement 14 et. une crémaillère 16. La crémaillère 16 est agencée à. l'intérieur du boîtier IO de manière à être déplaçable dans une ddrection longitudinale (voir flèche P à la figure 1) entre deux positions extrêmes, à savoir une position d'extrémité droite et une position d'extrémité 30 gauche. L'entraînement 14 est prévu pour le déplacement de la crémaillère 16 dans le boîtier 12, l'entraînement 14 étant réalisé sous forme de pignon 14 s'engageant dans une denture 18 réalisée sur la crémaillère 16. Il est. prévu un étrier 20 qui est pressé contre la crémaillère 16 par le moyen de précontrainte 22 afin de maintenir la denture 18 de la crémaillère 16 en prise avec le pignon 14. 4 A l'extrémité extérieure de la crémaillère 16, il est prévu un. joint sphérique 17 auquel une tringlerie de direction. 19 (montrée seulement à la figure 3) peut être reliée. La tringlerie de direction transmet le mouvement de la crémaillère 16 à des roues dirigeables d'un véhicule. Un deuxième joint sphérique est habituellement prévu. à l'autre extrémité de la. crémaillère 16. A une extrémité extérieure qui ici est l'extrémité gauche du boîtier 10, il est prévu un support. 24 pour la IO créma lll ère 16, lequel est réalisé à partir d'un élément coulissant 26 et d'un. élément support 28. L'élément coulissant 26 peut être réalisé en matière plastique et présente un forme annulaire. Dans son intérieur, l'élément. coulissant 26 loge l'élément support 28 qui peut être 15 réalisé en métal et qui contacte la crémaillère 16 lorsque le couple de flexion appliqué sur la crémaillère 16 augmente. Le support. 24 est reçu coulissant, à l'intérieur du boîtier. La surface intérieure du boîtier adjacente au. support 24 forme à cet effet un guidage coulissant 30, le 20 guidage coulissant 30 présentant une surface cylindrique d'un diamètre correspondant. approximativement. au diamètre extérieur de l'élément coulissant 26. A l'extrémité extérieure du boîtier, il est prévu un circlip de retenue 32 qui forme une butée pour le support 24 en limitant le 25 déplacement vers la gauche. Du côté droit. du support 24, il est prévu un ressort 34 qui de son côté gauche bute contre l'élémént coulissant 26 et de son côté droit est retenu dans un arrêt annulaire 36. La crémaillère 16 peut être déplacée en actionnant. le 30 pignon 14 de manière connue en soi. Le support 24 est dé préférence agencé de telle sorte qu'il n'y a aucun contact entre la crémaillère 16 et le support 24 lorsqu'aucune contrainte transversale agit. sur la crémaillère. Si la crémaillère est déplacée vers la. gaucher le support 24 reste dans la position illustrée à la figure 1 dans laquelle il contacte la butée 32. Toute contrainte transversale transmise à la crémaillère 16 par le joint sphérique 17 est alors transmise dans le boîtier 12 par le support 24 qui est dans une position à l'extrémité extérieure du boîtier. On obtient ainsi un couple de flexion agissant sur la crémaillère 16 qui est. réduit. Lorsque la crémaillère 16 est déplacée à partir de la position de la figure 1, laquelle est une position médiane, vers la droite, elle peut prendre la position illustrée à la figure 2 dans laquelle le joint sphérique 17 contacte une surface extérieure 38 de l'élément coulissant 26 du. support 24. Dans des mécanismes de direction. classiques, cette position correspond à la position d'extrémité droite de la crémaillère 16, étant donné qu'aucun autre déplacement vers la droite au-delà de la position. montrée à la figure 2 n'est possible. Étant donné que le support 24 est agencé de manière déplaçable à l'intérieur du boîtier 12, la crémaillère 16 est apte à être déplacée plus loin vers la droite, grâce à quoi le joint sphérique 17 est "rétracté" dans le boîtier 12. Le support 24 est ainsi pressé à l'encontre de l'effet du ressort 34 dans le boîtier au moyen du joint. sphérique 17 qui agit sur la surface de contact 38 du support 24. Comme visible à la figure 3, un arrêt annulaire 36 reçoit le ressort 34 jusqu'à ce qu'aucun déplacement vers la droite ne soit possible. L'état montré à la figure 3 représente l'une des positions extrêmes de la crémaillère 16, à savoir un état. dans lequel elle est déplacée le plus loin possible vers la droite. La figure 4 montre le bras de levier maximal au moyen duquel des forces transversales agissant sur la crémaillère 16 produisent un couple de flexion. La figure 4a mpntre un mécanisme de direction selon l'état de la technique. La crémaillère 16 peut être déplacée vers la droite jusqu'à ce que le jo.-1_n-t. sphérique 17 soit directement adjacent à l'extrémité extérieure du boîtier 12 (position d'extrémité droite). Le bras de levier maximal est présent lorsque la 6 orémailière 16 prend la position d'extrémité gauche montrée ici en ligne i nterrompue. Chaque contrainte transversale F agit sur la crémaillère 16 avec un bras de levier LI qui s'étend entre le centre du joint sphérique et la position du support à l'intérieur du boîtier. La figure 4b montre la situation geométrique avec le mécanisme de direction selon l'invention. Dans la position d'extrémité droite, le joint sphérique 17 est agencé à l'interieur du boîtier. Dans la position d'extremite IO gauche, la créma iii ère 16 fait sai lll e du boîtier sur une distance qui est nettement plus courte que dans le mécanisme de l'état de la technique. Ainsi, le bras de levier L2 avec lequel chaque contrainte transversale F peut appliquer un couple de flexion sur la cremaillère 16 est 15 nettement réduit . La figure 5 montre un support selon un mode de reaiisation alternatif. Ici, le support 24 est compose d'une enveloppe plastique 50 et d'un noyau métallique 52. L'enveloppe 50 entoure entièrement le noyau 52 et le 20 renferme et est prévue pour un coulissement dans le boîtier 12 et un contact avec la crémaillère 16. Le noyau 52 est prévu pour supporter le couple de flexion ou la force de compression, respectivement, de la crémaillère 16, et pour supporter la force de compression du joint sphérique 17 à 25 l'extrémité de ia course de la crémaillère 16 . En plus du support de la crémaillère 16, le support 24 agit en tant que limiteur de course de la crémaillère. En remplaçant un support 24 par un autre support présentant une autre épaisseur/largeur, différentes courses de 30 crémaillère peuvent ètre permises. Le support 24 assure en outre un arrét atténué à la fin de la course afin d'éviter la qenération de bruits lorsque le support 24 entre en contact avec le boîtier.