Brevet FR3020792A1 — publié le 20151113

BOITIER DE DIRECTION POUR VEHICULE AUTOMOBILE, COMPORTANT UN PIGNON SATELLITE EQUIPE D'UN AXE DE TRANSLATION ENTRAINANT LES BIELLETTES La présente invention concerne un boîtier de direction pour un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile comportant un tel boîtier de direction. Les véhicules automobiles comportent généralement une colonne de direction comprenant dans sa partie supérieure un volant actionné par le conducteur, afin de transmettre le mouvement à un boîtier de direction situé à la base de cette colonne, qui fait pivoter les roues avant du véhicule. Un type de boîtier de direction connu, présenté notamment par le document EP-B1-1813506, comporte une crémaillère disposée transversalement, actionnée par un pignon fixé en bas de la colonne de direction, qui présente à chaque extrémité une biellette reliée par une rotule, agissant sur le porte moyeu d'une roue avant. La crémaillère peut subir des efforts importants venant du volant, ou en réaction d'efforts appliqués sur les roues directrices. On prévoit généralement sur la crémaillère deux guidages espacés transversalement afin d'assurer une forte rigidité, et des contraintes acceptables sur ces guidages. En particulier pour une course de la crémaillère de +/-90mm, la distance entre les deux guidages peut être supérieure à 500mm. Les boîtiers de direction à crémaillère conviennent généralement bien sur les véhicules présentant des dimensions assez importantes. Toutefois pour les véhicules plus petits, comportant en particulier un empattement réduit, ce type de boîtier peut être trop encombrant à cause de la distance latérale entre les deux guidages de la crémaillère. La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet un boîtier de direction pour un véhicule automobile, qui reçoit le mouvement d'une commande de direction pour appliquer par des biellettes un mouvement transversal sur les roues directrices du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un porte-satellite entraîné en rotation autour d'un axe d'entrée par la commande de direction, portant un pignon satellite qui d'une part engrène avec une couronne dentée intérieure fixe, et d'autre part comporte un axe de translation aligné sur l'axe d'entrée quand la commande de direction est dans une position neutre, qui est prévu pour entraîner les biellettes de direction. Un avantage de ce boîtier de direction est que de manière simple, il transforme le mouvement de rotation du porte-satellite autour de son axe d'entrée, qui peut être directement commandé par la colonne de direction, en un mouvement latéral parfaitement linéaire de l'axe de translation, transmis aux biellettes de direction. De plus le guidage du pignon satellite portant l'axe de translation peut être fait facilement par le porte-satellite, de manière compacte et avec une résistance élevée, ce qui donne un boîtier de direction présentant une largeur très réduite par rapport aux systèmes à crémaillère. On peut l'implanter facilement dans des petits véhicules. Sa masse ainsi que son coût peuvent aussi être nettement réduits. Le boîtier de direction selon l'invention peut de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. Avantageusement, le guidage de l'axe du porte-satellite comporte deux paliers espacés axialement. Dans ce cas, le boîtier de direction peut comporter un corps prévu pour être fixé à la caisse du véhicule, comprenant la couronne dentée intérieure, et un nez tourné vers l'arrière, recevant les paliers de guidage du porte-satellite. Avantageusement, l'axe de translation du pignon satellite, dépasse vers l'avant de ce pignon satellite. Avantageusement, les paliers de l'axe du porte-satellite comportent des roulements. Avantageusement, le palier du pignon satellite comporte un roulement. Avantageusement, le porte-satellite est prévu pour tourner suivant un angle de +/-90° par rapport à sa position neutre. Avantageusement, l'axe de translation du pignon satellite supporte un coulisseau qui reçoit deux rotules liées chacune à une biellette de direction. Dans ce cas, les deux rotules peuvent être disposées en face du corps du boîtier de direction, quand la direction est dans sa position neutre. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un boîtier de direction commandé par un volant actionné par le conducteur, pour agir sur les roues directrices, qui comporte l'une quelconque des caractéristiques précédentes. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un boîtier de direction selon l'invention, présenté dans une position neutre ; - la figure 2 est une vue en coupe axiale de ce boîtier ; et - les figures 3a, 3b et 3c sont des vues de la face du boîtier tournée vers l'avant du véhicule, ce boîtier étant présenté successivement dans une position neutre, pour une direction tournant partiellement à droite, et pour une direction complètement braquée à droite. Les figures 1 et 2 présentent un boîtier de direction comprenant un corps 2 prévu pour être fixé sur le véhicule, disposant d'un nez arrière 4 centré sur un axe principal A, tourné vers le côté arrière indiqué par la flèche « AR ». Le nez arrière 4 reçoit l'axe 6 d'un porte-satellite 36, qui est relié à la colonne de direction non représentée, afin d'être entraîné directement par le volant de direction. L'axe 6 du porte-satellite 36 est guidé par deux roulements espacés axialement 8, qui sont maintenus dans le corps 2 par des circlips intérieur et extérieur 10. De cette manière on assure un guidage rigoureux du porte-satellite 36, comportant une résistance élevée. Le porte-satellite 36 comporte du côté avant un axe déporté radialement 28, qui reçoit un pignon satellite 12 comportant une denture extérieure 20 engrenant avec la denture intérieure d'une couronne interne 22 réalisée dans le corps 2, et centrée sur l'axe principal A. La couronne interne 22 comporte des dentures formant un peu plus d'un demi-cercle, de manière à permettre un mouvement du porte-satellite 36 de +/-90° de chaque côté de sa position neutre. Le pignon satellite 12 est guidé sur l'axe déporté 28 par un roulement 14, qui est maintenu axialement par un circlips avant intérieur 16 fixé sur cet axe, et un circlips arrière extérieur 18 fixé dans le pignon. Les roulements de guidage de l'axe du porte-satellite 8 et du pignon satellite 14, donnent un guidage précis de ce pignon, ainsi qu'un bon rendement au boîtier de direction. Le pignon satellite 12 comporte un axe de translation 24 dépassant vers l'avant, qui dans la position neutre de la direction est aligné suivant l'axe principal A du boîtier de direction. L'axe de translation 24 reçoit un coulisseau 34 monté libre en rotation, qui est maintenu axialement par un circlips 26 fixé dans une gorge avant de cet axe. Le coulisseau 34 reçoit de chaque côté, suivant la direction transversale indiquée par la flèche « T », un boîtier recevant une rotule 30 disposée à l'extrémité intérieure d'une biellette de direction 32. L'extrémité extérieure de chaque biellette 32 est reliée par une rotule non représentée, au porte-moyeu de chaque roue directrice du véhicule. On notera que les deux rotules 30 sont très rapprochées l'une de l'autre, elles se trouvent en particulier en face du corps 2 du boîtier de direction vu du côté avant quand la direction est dans sa position neutre. Les figures 3a, 3b et 3c présentent le fonctionnement du boîtier de direction. Dans la position neutre présentée figure 3a, le pignon satellite 12 se trouve au milieu de la couronne interne 22, dans le plan médian B du boîtier de direction. L'axe de translation 24 du pignon satellite 12 est aligné sur l'axe principal A du boîtier de direction, le coulisseau 34 est aussi centré sur le plan médian B, les roues directrices sont droites. Dans la position partiellement tournée présentée figure 3b, le conducteur a tourné le volant à droite dans le sens de la marche du véhicule, et le porte-satellite a entraîné le pignon satellite 12 vers la gauche sur la figure, qui roule sans glissement grâce à sa denture 20 en prise avec la couronne interne 22. La rotation du pignon satellite 12 sur lui-même, indiquée par la flèche R, entraîne une translation latérale du coulisseau 34 suivant la course D1, qui suit rigoureusement l'axe transversal C. Ce coulisseau 34 entraîne alors les biellettes 32, et fait tourner les roues directrices. Dans la position complètement tournée présentée figure 3c, le porte- satellite a fait un quart de tour, et le coulisseau 34 se trouve dans sa position extrême vers la gauche sur la figure après la course D2, tout en restant sur l'axe transversal C. Les roues directrices sont complètement braquées. On notera que les efforts de réaction appliqués par les roues directrices sur le boîtier de direction, par l'intermédiaire des biellettes 32, sont repris par le porte-satellite 36, qui est lui-même fortement maintenu et bien guidé par ses deux paliers écartés axialement, dans le corps 2 de ce boîtier. On obtient un boîtier de direction très compact, notamment en largeur, comparé à tous les systèmes de direction équipés d'une crémaillère transversale. En particulier les rotules 30 des deux biellettes de direction 32 sont très proches l'une de l'autre, ce qui n'est pas possible dans le cas où elles sont disposées à chaque extrémité de la crémaillère. Ce boîtier de direction qui peut être léger et économique, comprenant une largeur très faible, convient particulièrement pour les véhicules de dimension réduite. REVENDICATIONS1. Boîtier de direction pour un véhicule automobile, qui reçoit le mouvement d'une commande de direction pour appliquer par des biellettes (32) un mouvement transversal sur les roues directrices du véhicule, caractérisé en ce qu'il comporte un porte-satellite (36) entraîné en rotation autour d'un axe d'entrée (A) par la commande de direction, portant un pignon satellite (12) qui d'une part engrène avec une couronne dentée intérieure fixe (22), et d'autre part comporte un axe de translation (24) aligné sur l'axe d'entrée (A) quand la commande de direction est dans une position neutre, qui est prévu pour entraîner les biellettes de direction (32). 2 - Boîtier de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guidage de l'axe (6) du porte-satellite (36), comporte deux paliers (8) espacés axialement. 3 - Boîtier de direction selon la revendication 2, caractérisé en ce que le boîtier de direction comporte un corps (2) prévu pour être fixé à la caisse du véhicule, comprenant la couronne dentée intérieure (22), et un nez (4) tourné vers l'arrière, recevant les paliers de guidage (8) du porte-satellite (36). 4 - Boîtier de direction selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'axe de translation (24) du pignon satellite (12), dépasse vers l'avant de ce pignon satellite. 5 - Boîtier de direction selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les paliers de l'axe (6) du porte-satellite (36) comportent des roulements (8). 6 - Boîtier de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pignon satellite (12) comporte un palier comprenant un roulement (14). 7 - Boîtier de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le porte-satellite (36) est prévu pour 30 tourner suivant un angle de +1-90° par rapport à sa position neutre. 8 - Boîtier de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'axe de translation (24) du pignon satellite (12), supporte un coulisseau (34) qui reçoit deux rotules (30) liées chacune à une biellette de direction (32). 9 - Boîtier de direction selon la revendication 8, caractérisé en ce que les deux rotules (30) sont disposées en face du corps (2) du boîtier de direction, quand la direction est dans sa position neutre. - Véhicule automobile comprenant un boîtier de direction commandé par un volant actionné par le conducteur, pour agir sur les roues directrices, 10 caractérisé en ce que ce boîtier de direction est réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes.