Mecanicus utilise les cookies afin d'améliorer votre expérience utilisateur et proposer du contenu publicitaire adapté. En cliquant sur Accepter, vous validez cette utilisation. Plus d'infos en cliquant ici

banniĂšre

🧰 Le coup d'Ă©crou#18 - La direction / Partie 2 (boĂźtiers & servos)

Les boĂźtiers de direction

Il existe différents types de boßtiers de direction. Quelle que soit la nature du mécanisme, celui-ci est toujours enfermé dans un carter étanche contenant un lubrifiant (huile ou graisse).
Le boĂźtier est fixĂ© sur le chĂąssis de maniĂšre que la tige de direction ait l‘inclinaison voulue, dĂ©terminĂ©e par la position correcte du volant.
La tige de direction se termine Ă  sa partie supĂ©rieure par un cĂŽne sur lequel se fixe le volant ; une clavette rend solidaire en rotation les deux parties. La tige de direction est gĂ©nĂ©ralement logĂ©e Ă  l’intĂ©rieur d’un tube fixĂ© sur le carter de direction. Ce tube, appelĂ© colonne de direction, sert au guidage de la tige.

Boßtier de direction à vis et secteur denté

Sur la partie infĂ©rieure de la tige de direction est fixĂ©e une vis sans fin (1). Cette vis, qui tourne dans des roulements Ă  billes ou Ă  galets coniques, engrĂšne avec un secteur dentĂ© (2) dont l‘axe est perpendiculaire au sien.
L’axe du secteur tourne dans une bague de bronze (3) logĂ©e dans le boĂźtier. Il se termine par une partie cannelĂ©e (4) extĂ©rieure au boĂźtier sur laquelle s’engage l‘oeil cannelĂ© intĂ©rieurement, du levier de commande. Le dĂ©placement axial du secteur est limitĂ© dans un sens par un Ă©paulement qui s‘appuie sur une rondelle de friction (6) et dans l‘autre sens par une vis de rĂ©glage (7) avec contre-Ă©crou (8) vissĂ©e dans le boĂźtier en bout de l’axe.

1

Lorsque la vis tourne sous l‘action du volant, ses filets rĂ©agissent sur les dents du secteur qui tourne sur son axe avec le levier de commande qui en est solidaire en rotation.

BoĂźtier de direction Ă  vis et pignon

Le principe de ce boitier est le mĂȘme que celui Ă  vis et secteur mis Ă  part que le secteur est remplacĂ© par un pignon.
Etant donnĂ© que le levier de commande (bielle pendante) n‘oscille que dans un angle dĂ©passant Ă  peine 45°, il n’y a qu’une partie des dents du pignon qui engrĂšnent avec la vis.
Le choix d’un pignon prĂ©sente toutefois un avantage. Dans ce type de boitier comme dans le boĂźtier Ă  secteur, les dents de ces deux piĂšces qui s‘usent le plus sont les dents en prise avec la vis lorsque le vĂ©hicule avance en ligne droite, ce qui est Ă©videmment le plus frĂ©quent.
Lorsque ces dents sont usĂ©es, il suffit d’extraire le levier de commande de direction de l’axe du boĂźtier et de faire tourner le pignon d’une fraction de tour, puis de remettre le levier en place comme si la position du pignon Ă©tait inchangĂ©e.
Comme dans le boßtier à vis et secteur, des butées à billes ou des rondelles de friction sont placées entre les extrémités de la vis et le boßtier.

BoĂźtier de direction Ă  vis et Ă  Ă©crou

Sur une vis Ă  un ou plusieurs filets, fixĂ©e Ă  l’extrĂ©mitĂ© infĂ©rieur de la tige du volant, est vissĂ© sur un Ă©crou.
Lorsque la vis tourne sous l‘action du volant, elle tend Ă  se visser dans l’écrou qui ne peut tourner Ă  cause de la prĂ©sence du doigt du levier. Comme la vis ne peut se dĂ©placer suivant son axe, c‘est l’écrou qui se dĂ©place le long de la tige, en entraĂźnant, grĂące au doigt, le levier qui fait tourner l’axe du levier de commande.
Dans certains boĂźtiers de ce type, les deux piĂšces tenant lieu de vis et d’écrou ne sont pas filetĂ©es. Dans l’une et l’autre est usinĂ© un sillon hĂ©licoĂŻdal. Lorsque l’écran est engagĂ© sur la vis, leurs sillons coĂŻncident pour former un canal hĂ©licoĂŻdal dans lequel sont disposĂ©es des billes. L’ensemble de ces billes constitue une sorte de filet mobile qui rĂ©duit considĂ©rablement le frottement entre la vis et l’écrou du systĂšme ordinaire.

2

BoĂźtier de direction Ă  doigt ou Ă  galet

L’axe portant le levier de commande se termine Ă  l‘extrĂ©mitĂ© opposĂ©e au levier par un bras portant un doigt qui lui est perpendiculaire. Ce doigt s’engage dans le filet de la vis qui, en tournant, le fait se dĂ©placer suivant un arc de cercle dont le centre est l‘axe du levier de commande.
Le doigt porte parfois un galet monté sur aiguilles. Ainsi tout frottement se trouve supprimé entre les filets de la vis et le doigt.

Boßtier de direction à vis et galet profilé

Ce type de boĂźtier tient Ă  la fois du systĂšme Ă  vis et secteur et du systĂšme Ă  galet.

3

L‘axe du levier de commande (1) se termine par une chape (2) traversĂ©e par un axe sur lequel tourne, par l’intermĂ©diaire d‘aiguilles, un galet (3) dont le profil correspond Ă  celui des filets de la vis.
Pour qu’il y ait toujours contact entre le galet et la vis, cette derniùre a une forme particuliùre. Une telle vis est dite globique.
Lorsque la vis tourne sous l‘action du volant, son filet fait dĂ©placer le galet dans l‘un des sens (indiquĂ©s par les flĂšches), en obligeant la chape Ă  tourner avec l‘axe du levier de commande.
Pendant ses dĂ©placements le long de la vis, le galet roule sur lui-mĂȘme, ce qui a pour effet de supprimer tout frottement avec le filet de la vis.

Direction à crémailliÚre

Ce type de direction permet la simplification de la timonerie de direction.
La crĂ©maillĂšre dont les dents peuvent ĂȘtre droites ou obliques coulisse dans un boĂźtier disposĂ© transversalement sur le vĂ©hicule. Elle est commandĂ©e par un pignon solidaire de la tige de direction.

4

La crĂ©maillĂšre constitue gĂ©nĂ©ralement la partie mĂ©diane d’une barre d’accouplement en trois tronçons ; les parties extrĂȘmes se rattachent aux extrĂ©mitĂ©s de la crĂ©maillĂšre (ou Ă  une chape) par des articulations Ă  rotule.
La direction à crémaillÚre a une action directe qui la rend trÚs précise ; elle est aussi trÚs réversible.
La direction à crémaillÚre convient parfaitement aux véhicules à roues avant indépendantes.

Les servo-directions ou directions assistées

Sur certains véhicules notamment les gros porteurs, le braquage des roues nécessite de la part du conducteur un effort important, surtout pendant les manoeuvres au cours desquelles il faut braquer souvent les roues au maximum, alors que le véhicule se déplace trÚs peu.
Les servo-directions ont pour rĂŽle de rĂ©duire sensiblement l’effort du conducteur. Une source d’énergie annexe telle que l’air comprimĂ© ou la force hydraulique est alors utilisĂ©e et mise en oeuvre automatiquement dĂšs que le braquage atteint une certaine amplitude ou que l’effort exercĂ© par le conducteur sur le volant atteint une intensitĂ© dĂ©terminĂ©e.
En cas de panne de la servo-direction, la timonerie continue d’ĂȘtre actionnĂ©e normalement par le volant comme dans le cas d’une direction ordinaire.

5

La direction Jourdain-Monneret schĂ©matisĂ©e ci-dessus fonctionne Ă  l‘air comprimĂ©.

L’ensemble comprend :
● Une timonerie de direction ;
● Un distributeur actionnĂ© par la timonerie ;
● Un cylindre constituant l’élĂ©ment principal du mĂ©canisme.
La timonerie comprend une barre de direction en deux parties reliĂ©es entre elles par un systĂšme de deux leviers articulĂ©s ; l’un commande le distributeur et l’autre la barre de renvoi Ă  l’essieu.

Le levier de commande de la barre de renvoi, dont l‘extrĂ©mitĂ© se termine par une chape, est articulĂ© sur un axe fixĂ© sur le chĂąssis. Ce levier est reliĂ© vers son milieu Ă  la tige du piston placĂ©e Ă  l’intĂ©rieur du cylindre.
Le levier de commande du distributeur se termine à son extrémité par un oeil que traverse une tige guidée dans la chape du levier de commande de la barre de renvoi.
Sur l’extrĂ©mitĂ© du levier de commande du distributeur est fixĂ©e la tringle de commande du distributeur, reliĂ©e elle-mĂȘme au levier fixĂ© sur l’axe du distributeur.
Le distributeur est en communication, d’une part avec le rĂ©servoir d’air comprimĂ© du vĂ©hicule, d’autre part avec le cylindre par deux conduits aboutissant de part et d’autre du piston qui coulisse dans le cylindre ; piston dont la tige est reliĂ©e au levier de commande de la barre de renvoi.
A l’intĂ©rieur du distributeur, un jeu de clapets permet le passage de l’air comprimĂ© :
● Soit entre le rĂ©servoir et la partie antĂ©rieure du cylindre,
● Soit entre le rĂ©servoir et la partie postĂ©rieure du cylindre.
Un second jeu de clapets permet l’échappement dans l’atmosphĂšre de l‘air contenu dans la partie du cylindre qui ne doit pas ĂȘtre sous pression.
Le cylindre renferme un piston Ă©tanche qui reçoit l’air comprimĂ© sur l‘une ou l’autre de ses faces, suivant la position du distributeur.

Fonctionnement

Tout dĂ©placement axial de la barre de direction sous l‘action du levier de direction fait pivoter le levier de commande de la barre de renvoi autour de son axe fixĂ© au chĂąssis et le dĂ©placement de ce levier se transmet Ă  la barre de renvoi Ă  l‘essieu (levier coudĂ© de direction). L’ensemble fonctionne alors comme une direction ordinaire.
Pendant la rotation du levier de commande de la barre de renvoi, le levier de commande du distributeur pivote lĂ©gĂšrement autour de l’articulation qui le relie au prĂ©cĂ©dent et son extrĂ©mitĂ© se dĂ©place Ă  l’intĂ©rieur de celui-ci, en actionnant la tringle de commande du distributeur.
Tant que la course du levier de commande n’atteint pas la valeur indiquĂ©e, le distributeur ne fonctionne pas.
Ce n’est que lorsque la tringle de commande du distributeur commence Ă  se dĂ©placer au delĂ  de la limite prĂ©vue qu’elle agit sur le levier du distributeur dans un sens ou dans l’autre. A partir de ce moment, l’air comprimĂ© pĂ©nĂštre dans le cylindre d‘un cĂŽtĂ© ou de l‘autre du piston.
La tige de celui-ci exerce alors soit une poussée, soit une traction sur le levier de commande de la barre de renvoi, ce qui détermine le braquage des roues dans une limite qui reste toujours fixée par le conducteur du véhicule.

Merci à Alexandre Degrandcourt pour cet article ! 

Credits: Documents Berliet, Documents Jourdain-Monneret