Brevet FR3026077A1 — publié le 20160325

BOITIER DE DIRECTION POUR VEHICULE AUTOMOBILE COMPORTANT UN SECTEUR DENTE ENTRAINANT LES BIELLETTES La présente invention concerne un boîtier de direction pour un véhicule automobile, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel boîtier de direction. Les véhicules automobiles comportent généralement un système de direction comprenant dans sa partie supérieure un volant actionné par le conducteur, afin de transmettre le mouvement par une colonne de direction 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 barre transversale comprenant une crémaillère recevant un pignon fixé en bas de la colonne de direction, pour commander le coulissement latéral de cette barre avec la rotation du volant. De chaque côté du véhicule, une biellette est reliée par une rotule intérieure à une extrémité de la barre transversale, et par une rotule extérieure au porte-moyeu d'une roue avant. Dans la position neutre de la direction guidant le véhicule en ligne droite, chaque biellette est sensiblement alignée sur la barre transversale, et le segment reliant la rotule extérieure et le pivot de la roue, est disposé sensiblement suivant la direction longitudinale du véhicule. Toutefois lors des braquages prononcés, on a une inclinaison de plus en plus grande de la biellette par rapport à l'axe de la barre transversal, et du segment reliant la rotule extérieure et le pivot par rapport à la direction longitudinale. Un problème qui se pose dans ces conditions de braquage important est que l'on a une variation forte de la démultiplication entre le coulissement 30 de la barre et le pivotement des roues. On a aussi des pertes de rendement de la chaîne cinématique. La direction est plus dure à manoeuvrer, il faut prévoir une assistance développant une puissance importante. En particulier pour une assistance électrique, il faut installer un moteur de forte puissance. 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 commandé par une colonne de direction, qui applique sur chaque roue avant le mouvement par une biellette latérale comportant une rotule extérieure liée au porte-moyeu de cette roue, caractérisé en ce qu'il comporte un pignon menant entraîné par la colonne de direction qui engrène sur un secteur denté, ce secteur denté entraînant à son tour directement chaque biellette latérale par un point d'action, et en ce que dans la position neutre de la direction, le centre de rotation du secteur et le point d'action sont sensiblement alignés suivant la direction longitudinale du véhicule. Un avantage de ce boîtier de direction est qu'en prévoyant une distance entre le centre du secteur et le point d'action proche de celle entre la rotule extérieure et le pivot du porte moyeu, on obtient des rotations similaires du secteur denté et des porte-moyeux quel que soit l'angle de braquage. On a alors un rendement sensiblement constant pour tous les angles de braquage, la puissance du système d'assistance peut ainsi être réduite. 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 centre du secteur denté est sensiblement aligné sur l'axe transversal passant par les pivots des deux porte-moyeux des 25 roues. Avantageusement, le rayon du secteur denté est sensiblement équivalent à la longueur du segment reliant le pivot du porte-moyeu des roues, à la rotule extérieure de la biellette latérale. Avantageusement, le pignon menant est dans la direction longitudinale 30 du véhicule, sensiblement aligné sur le centre du secteur denté. Avantageusement, le secteur denté est dans la direction latérale disposé sensiblement au milieu du véhicule. Avantageusement, chaque biellette latérale comporte une rotule intérieure fixée près du point d'action du secteur denté. En particulier, les deux rotules intérieures peuvent comporter un axe qui est sensiblement superposé. L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile comprenant un boîtier de direction commandé par le conducteur, 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 un schéma vu de dessus d'un système de direction selon l'art antérieur, présenté dans la position neutre ; - la figure 2 est un schéma de ce système de direction dans une position braquée à fond ; et - la figure 3 est un schéma vu de dessus d'un système de direction selon l'invention. La figure 1 présente un système de direction comprenant une barre transversale 2 guidée par un coulisseau 4 fixé à la caisse du véhicule, disposant d'une crémaillère entraînée par un pignon menant 6 fixé en bas de la colonne de direction. La barre de direction 2 est disposée en arrière des roues 18, le côté avant du véhicule étant indiqué par la flèche « AV ». De chaque côté du véhicule, une biellette latérale 10 comporte à une extrémité une rotule intérieure 8 fixée en bout de la barre transversale 2, et à l'autre extrémité une rotule extérieure 12 fixée sur le porte-moyeu 14 d'une roue avant 18, guidé en rotation par un pivot 16 disposé sensiblement verticalement. Dans la position neutre de la direction, les biellettes latérales 10 sont sensiblement alignées sur la barre transversale 2, et forment de chaque côté avec le segment D reliant la rotule extérieure 12 et le pivot du porte-moyeu 16, un angle A qui est sensiblement droit. On obtient de cette manière pour les petits angles de braquage des déplacements proportionnels de la barre transversale 2 et des porte-moyeux 14, le coulissement de la barre transversale 2 se répercutant pratiquement entièrement sur le déplacement latéral de la rotule extérieure 12, qui réalise à son tour un pivotement important du porte moyeu 14. On a aussi un bon rendement de cette cinématique. La figure 2 montre le système de direction pour un braquage maximum à droite, la barre transversale 2 étant dans sa position d'extrémité gauche. Les biellettes latérales 10a, 10b sont légèrement inclinées par rapport à l'axe transversal, la biellette droite 10a présentant avec le segment D de son porte-moyeu 14 un angle Aa qui est obtus, proche de 1800, et la biellette gauche 10b présentant avec le segment D de son porte-moyeu un angle Ab qui est aigu, un peu inférieur à 900 . On a dans ces conditions des déplacements des porte-moyeux 14 par rapport à la barre transversale 2 qui ne sont plus du tout proportionnels, ainsi qu'un mauvais rendement de cette cinématique. La figure 3 présente un secteur denté 22 comprenant un centre de rotation 24 disposé sensiblement sur l'axe transversal passant par les deux pivots 16 des porte-moyeux 14, et disposé latéralement au milieu du véhicule, comprenant un point d'action 26 positionné en arrière de ce centre suivant l'axe longitudinal du véhicule quand la direction est dans sa position neutre. Le point d'action 26 recevant les deux rotules intérieures 8 des biellettes latérales 10, est disposé sensiblement sur l'axe transversal passant par les deux rotules extérieures 12 des biellettes latérales 10. On peut en particulier superposer les axes des deux rotules intérieures 8 sur le même point d'action 26, ou légèrement les décaler pour disposer ces rotules latéralement l'une à côté de l'autre, à proximité de ce point d'action. Le pignon menant 6 entraîné par la colonne de direction 30 commandée par le volant 20, est disposé aussi en arrière du centre du secteur 24 suivant l'axe longitudinal, la colonne de direction comportant deux angles afin de déporter son mouvement vers le centre du véhicule. On obtient de cette manière un pivotement identique du secteur denté 22 autour de son centre 24, et des droites D de chaque porte-moyeu 14 autour de son pivot 16, quel que soit l'angle de braquage des roues 18. Le rendement de cette cinématique reste toujours constant. La démultiplication de la direction peut être facilement modifiée, notamment en faisant varier en même temps le rayon du pignon menant 6 et celui du secteur denté 22, sans changer l'entre-axe entre ces deux éléments, ce qui permet d'adapter de manière économique une direction standard sur différentes gammes de véhicules. En pratique on réalise habituellement une démultiplication donnant pour un tour de volant à gauche ou à droite, un déplacement latéral des rotules extérieures 12 des biellettes latérales 10, qui est d'environ 90mm. On peut en particulier prévoir une assistance de direction qui peut être électrique ou hydraulique, comportant une puissance limitée convenant alors pour tous les angles de braquage. On notera que l'assistance de direction peut appliquer un effort au choix, sur la colonne de direction 30, le pignon menant 6, ou sur le secteur denté 22. Cet effort peut aussi s'appliquer sur un pignon supplémentaire non représenté, engrenant aussi sur le secteur denté 22. Par ailleurs on notera que le secteur denté 22 avec son pignon menant 6 étant disposé latéralement au milieu du véhicule, le système de direction est symétrique ce qui facilite son implantation sur les gammes de véhicules comportant des directions à droite et à gauche.30 REVENDICATIONS1 - Boîtier de direction pour un véhicule automobile commandé par une colonne de direction (30), qui applique sur chaque roue avant (18) le mouvement par une biellette latérale (10) comportant une rotule extérieure (12) liée au porte-moyeu de cette roue (14), caractérisé en ce qu'il comporte un pignon menant (6) entraîné par la colonne de direction (30) qui engrène sur un secteur denté (22), ce secteur denté entraînant à son tour directement chaque biellette latérale (10) par un point d'action (26), et en ce que dans la position neutre de la direction, le centre de rotation du secteur (24) et le point d'action sont sensiblement alignés suivant la direction longitudinale du véhicule. 2 - Boîtier de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que le centre du secteur denté (24) est sensiblement aligné sur l'axe transversal passant par les pivots (16) des deux porte-moyeux des roues (14). 3 - Boîtier de direction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rayon du secteur denté (22) est sensiblement équivalent à la longueur du segment (D) reliant le pivot (16) du porte-moyeu des roues (14), à la rotule extérieure (12) de la biellette latérale (10). 4 - Boîtier de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pignon menant (6) est dans la direction longitudinale du véhicule, sensiblement aligné sur le centre du secteur denté (24). 5 - Boîtier de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le secteur denté (22) est dans la direction latérale disposé sensiblement au milieu du véhicule. 6 - Boîtier de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque biellette latérale (10) comporte une rotule intérieure (8) fixée près du point d'action (26) du secteur denté 30 (22). 7 - Boîtier de direction selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux rotules intérieures (8) comportent un axe qui est sensiblement superposé. 8 - Véhicule automobile comprenant un boîtier de direction commandé par le conducteur, pour agir sur les roues directrices, caractérisé en ce que ce boîtier de direction est réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes.