FR2518482A1 - Boite de direction a cremaillere et pignon, procede et dispositif de production d'une cremaillere mere - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE BOITE DE DIRECTION A CREMAILLERE ET PIGNON. SELON L'INVENTION, UN PIGNON HELICOIDAL 5 EST TOURILLONNE DANS UN CARTER 2 ET UNE CREMAILLERE 1 AYANT UNE EXTREMITE DENTEE ET UNE EXTREMITE LISSE EST AXIALEMENT COULISSANTE DANS LE CARTER 2 DANS DEUX PALIERS, LA CREMAILLERE AYANT AU MOINS DEUX ZONES LE LONG DE SON AXE, UNE DE CHAQUE COTE DU CENTRE DE SON EXTREMITE DENTEE AYANT DES ESPACES VIDES DE HAUTEURS VARIABLES SUR LEUR LONGUEUR ET LES HAUTEURS DES PARTIES DES ESPACES VIDES QUI ENGAGENT LE PIGNON EN TOUTE POSITION DU PARCOURS DE LA CREMAILLERE DANS CHACUNE DE CES ZONES SONT EGALES. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A L'INDUSTRIE AUTOMOBILE.

Description

Des bottes de direction à crémaillère et pignon ont été utilisées depuis

de nombreuses années, dans des automobiles, aussi bien du type assisté que du type manuel,

et sont maintenant de plus en plus favorisées.

L'agencement le plus simple comprend un carter, une crémaillère en barre ronde ayant des dents qui sont coupées à proximité d'une extrémité et un pignon hélicoïdal, monté dans des paliers, en engagement avec ces dents La crémaillère,à l'extrémité qui est éloignée du pignon, glisse dans un tourillon prévu dans le carter et, à l'extrémité côté-pignon, un tourillon de support en demi-rond, est prévu en engagement avec la barre de la crémaillère du côté opposé au dents Ce tourillon de support est chargé par ressort contre la barre de la crémaillère pour maintenir la crémaillère généralement en prise sans jeu, avec le pignon Cependant, aux charges élevées, du fait de l'inclinaison des flancs des dents,

la crémaillère a tendance à s'éloigner du pignon, sur-

montant la charge du ressort et par conséquent une butée positive réglable est prévue peur limiter la distance sur laquelle le tourillon de support (et par conséquent la

crémaillère) peut s'éloigner du pignon à environ 0,08 mm.

Dans le cadre de la présente description, la distance

entre l'axe du pignon et le plan parallèle aux dents de la crémaillère passant par son axe, lorsque la charge du ressort n'est pas surmontée, est appelée distance au centre en prise sans jeu Le plan ci-dessus dans la crémaillère

sera appelé plan latéral.

Cet éloignement de la crémaillère sous une charge, avec un jeu résultant entre les dents de la crémaillère et du pignon peut, dans certaines circonstances, avoir

pour résultat une vibration gênante appelée "cliquetis".

En général, cela ne se produit pas lorsque la-botte de direction est chargée dans un sens, par exemple lorsque l'automobile tourne à un coin, mais plutôt lorsqu'elle avance tout droit et que la botte de direction est chargée dans un premier sens puis dans l'autre La situation est encore pire lorsque l'on avance sur une route en mauvais état. La butée positive-réglable doit par conséquent être particulièrement efficace en position d'avance droit devant soi, et peut permettre un plus grand éloignement de la crémaillère sous la charge en d'autres positions, sans

risque de cliquetis de la crémaillère.

Cependant, l'espace ou les espaces vides entre les dents au centre de la crémaillère peuvent s'user et l'ajustement de la butée positive sera généralement requis de temps à autre afin d'éviter un "cliquetis" de-la crémaillère Si, après cette usure, d'autres espaces vides entre les dents de la crémaillère sont-plus élevés que l'espace vide entre les dents au centre, alors la boîte de

direction peut se coincer après cet ajustement.

Pour cette-raison, selon la pratique acèptée,

l'espace-ou les espaces vides entre les dents au centre de-

la crémaillère est (ou sont) plus élevé que d'autressur la longueur de la crémaillère, d'une quantité qui: permet cette usure, typiquement 0,1 à 0, 15 mm Il faut également tenir compte-de la variation de la distance au"centre en prise sans jeu du fait des erreurs de fabrication dans les

dents de la crémaillère et du pignon.

Le terme "hauteur"par rapport à l'espace vide entre les dents est utilisé ici comme abréviation pratique pour décrire l'effet combiné des parties des flancs de dents adjacentes de la crémaillère qui' contrôlmetla distance au centre en prise sans jeu du pignon lorsque le pignon

est engagé en toute position de prise avec l'espace vide-

entre les dents défini par ces flancs Les espaces vides entre les dents ayant une hauteur plus importante en toute position le long de l'espace vide auront pour résultat une plus forte distance au centre en prise sans jeu du pignon en cette position Comme cela deviendra mieux apparent, la "hauteur" de l'espace vide entre les

dents peut varier sur sa longueur.

La pratique généralement utilisée pour la fabrication de crémaillèresest par fraisage, et la variation souhaitée de la hauteur de l'espace vide entre les dents le long de la crémaillère est obtenue en ayant les diverses lames de la fraise, dont chacune coupe un espace vide entre des dents, agencées à des hauteurs variables par rapport au plan latéral de la crémaillère, la ou les lames les plus basses étant au centre La variation de hauteur des lames se produira généralement en deux zones, l'une de chaque côté d'une petite région au centre de la crémaillère, avec la plupart des lames étant

à la plus grande hauteur.

Comme on l'a précédemment mentionné, un pignon hélicoïdal est très couramment employé,etp&'conséquent les dents de la crémaillère se trouvent génériement à un angle différent (pouvant souvent atteindre 450), par rapport à l'axe de la crémaillère, que le pignon Il s'ensuit que lorsque le fraisage est utilisé pour fabriquer des crémaillères et qu'une variation de la hauteur de l'espace vide entre les dents de la crémaillère est obtenue par le procédé ci-dessus décrit, le pignon peut, en certains points du parcours de la crémaillère, être en prise simultanément avec des parties haute et basse des espaces vides entre les dents de la crémaillère Comme on le montrera plus tard, cette prise aura pour résultat que la charge entre les dents du pignon etdeiacrémaillère sera irrégulièrement distribuée, conduisant à des efforts

considérablement élevés dans certaines zones de la prise.

Cela peut également avoir pour résultat une prise irrégulière entre les dents du pignon et de la crémaillère, cette irrégularité étant déconcertante pour le conducteur

et nuisant à la transmission de la sensation de la route.

Selon la présente pratique, les dents de ces engrenages peuvent être formées suffisamment grandes pour résister à cette prise irrégulière Cependant, si l'on souhaite réduire les efforts de direction en utilisant un petit pignon, les dents de la crémaillère et du pignon ont tendance à être petites et faibles, et cette distribution

irrégulière de la charge n'est pas souhaitable.

La présente invention a pour objet principal la -5 variation de la distance au centre en prise sans jeu entre la crémaillère et le pignon, sans perte de la distribution uniforme des charges d'une dent à l'autre dans les zones sur la longueur de la crémaillère o cette distance au centre en prise varie Selon la présente invention, la hauteur de tout espace vide entre les dents de la crémaillère dans de telles zones de transition, sera de hauteur variable sur-sa longueur, propriété qui ne peut être obtenue par le procédé de fraisage employé

jusqu'à maintenant.

La présente invention a pour autre objet un procédé pratique de fabrication de crémaillères de direction, ayant une variation de la distance au centre en prise avec un pignon sans nuire à la régularité de l'action de la distribution uniforme des charges sur les

dents.

La présente invention concerne une boite de

direction à crémaillère et pignon employant un pignon -

hélicoldal tourillonré dans un carter, une crémaillère ayant une extrémité dentée et une extrémité-lisse, axialement coulissante dans le carter, dans deux paliers, un palier à une extrémité du carter recevant tourillonnée l'extrzémité lisse de la crémaillère et le palier à l'autre extrémité du carter comprenant un tampon ou patin chargé par ressort du côté de la crémaillère opposé aux dents et se trouvant face au pignon, la crémaillère ayant au moins deux zones le long de son axe, une de chaque côté du centre de l'extrémité dentée de la crémaillère, de dents ayant des espaces vides entre les dents de hauteur variable comme on l'a décrit ci-dessus, pour produire une variation de la distance au centre en prise sans jeu entre le pignon et la crémaillère, la distance au centre en prise maximum -5 se présentant à la position de couroe moyenne de la crémaillère et la distance au centre en prise moindre se présentant aux positions de la course de la crémaillère de chaque côté de la position médiane, les espaces vides entre les dents par chacune de ces zones ayant des hauteurs" variables sur leur longueur et les hauteurs de toutes les parties des espaces vides entre les dents qui engagent le pignon en toute position de la course de la

crémaillère dans chacune des zones étant égales.

La présente invention concerne de plus une botte de direction à crémaillère et pignon employant un pignon hélicoïdal tourillonné dans un carter, une crémaillère

ayant une extrémité dentée et une extrémité lisse, axiale-

ment coulissante dans le carter dans deux paliers, un palier à une extrémité du carter recevant tourillonnée l'extrémité lisse de la crémaillère et le palier à l'autre extrémité du carter comprenant un tampon ou patin chargé par ressort du côté de la crémaillère opposé aux dents et face au pignon, la crémaillère ayant au moins deux zones le long de son axe, l'une de chaque côté du centre de l'extrémité dentée de la crémaillère,de dents ayant des espaces vides de hauteur variable comme on l'a décrit précédemment, pour produire une variation de la distance au centre en prise sans jeu entre le pignon et la crémaillère, la distance au centre en prise maximum se présentant à la position de course moyenne de la crémaillère et la distance au centre en prise moindre se présentant aux positions de la course de la crémaillère de chaque côté de la position médiane, les espaces vides entre les dents dans chaque zone ayant des hauteurs variable sur leur longueur et des variations des hauteursdes espaces vides entre les dents de la crémaillère se présentant à travers la crémaillère à un angle par rapport à son axe, qui est sensiblement le même que l'angle formé par l'axe du pignon avec l'axe de la crémaillère pour former une "rampe"

s'étendant à travers la crémaillère, à cet angle.

La présente invention concerne de plus un disposi-

tif pour produire une crémaillère mère permettant de produire des matrices à forger pour former une crémaillère telle que définie dans les deux derniers paragraphes, consistant en uoemachine EDM ayant des plateaux supérieur et inférieur et un moyen pour élever et abaisser le plateau supérieur, un moyen de support d'une ébauche de crémaillère capable d'avoir un mouvement longitudinal dans la direction de l'axe de l'ébauche de la crémaillère agencé sur le plateau inférieur, une électrode sous forme d'un fac similé d'un pignon hélicoïdal montée rotative dans une patte attachée au plateau supérieur, un moyen pour faire tourner l'électrode par intermittence, un moyen

pour effectuer un mouvement axial de l'ébauche de la -

crémaillère au-delà de l'électrode selon le mouvement de rotation de l'électrode, un autre moyen formant came définissant la position de l'électrode par rapport à l'axe de l'ébauche de la crémaillère, un moyen formant galet de came attaché à la patte et faisant un contact avec l'autre moyen formant came, un moyen d'alimentation en courant électrique connecté à l'électrode et à l'ébauche de crémaillère. Les différences de dimension entre une crémaillère telle qu'elle est conventionne Iement fabriquée, et une crémaillère faite selon l'invention peuvent être faibles, mais sont néanmoins critiques pour sa performance régulière et sûre Cela est particulièrement vrai des crémaillères de direction pour des botte de direction manuellesou, afin d'obtenir de faibles efforts de direction, on utilise un très petit diamètre et un angle d'hélice important pour le pignon et par conséquent des petites dents Pour de telles conceptions, plusieurs dents, de la crémaillère et du pignon, peuvent avoir à partager la charge en tout-moment et la hauteur de telles dents partageant la charge doit correspondre à quelques millièmes

d'un millimètre.

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L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci

apparaîtront plus clairement au cours de la description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention, et dans lesquels: la figure 1 montre une vue en plan d'une botte de direction à crémaillère et pignon avec les barres d'accouplement et la connexion au volant omises; la figure 2 est une vue en coupe faite suivant la ligne A-A de la figure 1 pour une boîte-de direction faite de façon conventionnelle la figure 3 est une vue en plan d'une partie de la crémaillère indiquée par la direction B de la figure 2, le pignon étant représenté en tracé fantôme; la figure 4 est une vue latérale de la crémaillère représentée sur la figure 3, suivant la direction C la figure 5 est une vue correspondant à la figure 2 d'une crémaillère et d'un pignon faits suivant l'invention; la figure 6 est de même une vue correspondant à la figure 3; la figure 7 est une vue encoupe de la crémaillère faite suivant les lignes DD de La figure 6; la figure 8 est une vue en coupe de la crémaillère faite suivant les lignes EE de la figure 6 les figures 9 et 10 sont des vues isométriques illustrant certaines caractéristiques des différence-s entre la pratique conventionnelle et la présente

invention; et -

les figures 11, 12, 13 sont-des vues d'un dispositif pour former une crémaillère mère à utiliser pour produire une crémaillère pour une botte de direction

à crémaillère et pignon selon l'invention.

En se référant maintenant aux dessins, sur les figures 1 et 2, une crémaillère I 1 ar un axe la glisse dans un carter 2 portéewdans un palier 3 à une extrémité du carter A l'autre extrémité, la crémaillère est supportée dans un patin ou tampon de support 4 (voir figure 2)

et est forcée en prise avec le pignon 5 par 'un ressort 6.

Le pignon 5 est tourillonné dans le carter 2 par

des paliers 7 et 8 et il tourne autour de l'axe 5 a.

Le patin ou tampon 4 est limité dansson mouvement par une vis d'ajustement 9 afin que le jeu 10 Rentre le patin et la vis soit typiquement de 0,08 mm à la position

centrale.

Sur-la figure 2, la crémaillère a été sectionnée à sa position de course médiane, comme lorsque la voiture se déplace droit devant elle 'Le pignon 5 est également partiellement sectionnét-dans le plan de l'axe du pignon pour montrer l'engagement typique des dents de la crémaillère et du pignon Le plan latéral de la

crémaillère est indiqué par la ligne lb en trait mixtes.

Le pignon 5 a typiquement un angle d'hélice important résultant dé l'effet combiné de son installation

à un certain angle 11 avec la normale à l'axe lc de la.

crémaillère (figuresl et 3) et de l'inclinaison des dents dqla crémaillère par rapport à la normale à l'axe de la crémaillère à un angle 12 (figure 3) Comme on l'a précédemment indiqué,la crémaillère est faite avec des espaces vides entre les dents ayant une hauteur variable par rapport au plan lb (figure 4), avec l'espace vide central 16 entre les dents qui est -le plus élevé Les espaces vides adjacents à la gauche et à la droite de l'espace 16, étant indiqués en 15, 14 et 13 et 17, 18 et 19, respectivement, sont plus bas que l'espace vide 16 entre

les dents pour la raison indiquée précédemment.

La différence-de hauteur entre les espaces vides entre les dents 13 et 16 et 19 et 16 est-illustrée ici comme étant exagérée, et peut se produire brusquement à la -façon d'un échelon ou être distribuée sur plusieurs dents afin de former une rampe progressive De même, il peut y avoir plus d'un espace vide entre les dents à la hauteur

maximum plutôt qu'un seul, comme cela est représenté ici.

L'illustration des dents de cette façon a pour but d'exagérer l'effet de la prise des dents du pignon et de la crémaillère dans la zone o se produit l'échelon ou la

rampe dans la hauteur des dents de la crémaillère.

Comme on l'a précédemment mentionné, les dents de

tellescrémaillèressont produites, selon la pratique cou-

rante acceptée, par fraisage, chaque dent étant formée

par un groupe séparé de dents dans la fraise Par consé-

quent, tout espace vide entre les dents ne peut varier en

hauteur sur sa longueur.

Le résultat est représenté sur la figure 2, o l'on peut voir que, à la position centrale de la crémaillère, les trois dents du pignon, toutesd'une hauteur égale, engagent simultanément les espaces vides , 16 et 17 entre les dents de la crémaillère,à des hauteurs différentes par rapport au plan lb Malgré le fait que l'espace vide 16 entre les dents de la crémaillère est en engagement serré avec la dent correspondante du pignon 5,sous l'action du ressort 6, les espaces vides 15 et 17 entre les dents de la crémaillère engagent les

dents correspondantes du pignon, avec un certain jeu.

Comme on l'a précédemment mentionné, le terme "hauteur" par rapport aux espaces vides entre les dents de la crémaillère indique la relation entre les flancs de travail et le plan latéral, et non pas les sommets ou les

bases des dents.

Les charges élevées appliquées à la crémaillère par la suspension seront mal distribuées d'une façon pouvant conduire à une rupture des dents Par ailleurs, sous l'actinnde l'angle d'hélice important du pignon, la crémaillère peut, quand elle est soumise à une inversion de la direction de la charge axiale le long de son axe la, du fait des irrégularités de la route, rouler d'un côté à l'autre alternativement,reprenant le jeu aux espaces vides entre les dents 15 et 17 de la figure 2 Cela peut avoir pour résultat un "cliquetis" de-la crémaillère dans la partie droit devant, ou la symétrie du motif des charges peut très probablement favoriser ce phénomène Si, par ailleurs, plusieurs espaces vides entre lesdents au

centre de la crémaillère sont hauts, alors l'usure intensi-

vement localisée qui se produit sur l'espace vide entre les dents au centre peut avoir pour résultat,à l'ajustement, un grippage des espaces vides élevés et non usés entre les dents à proximité de l'espace vide entre les dents

au centre.

On se référera maintenant aux figures 5,6 et 7 qui montrent une crémaillère fait selon l'invention Les espaces vides 35, 36 et 37 entre les dents de la crémaillère peuvent être vus sur la figure 5 comme engageant les-dents correspondan-tsxdu pignon 25, également et sans jeu Cela se produit non seulement à la position centrale du parcours de la crémaillère représentée ici, mais également en toutes les positions de la course ou du parcours de la crémaillère,

comprenant celles o la distance au centre en prise change.

Pour accomplir cela, la hauteur des espaces vides et 37, entre les dents de la crémaillère, là ou ils croisent l'axe 25 a du pignon, comme dans les plans 40 et 41, parallèlement à l'axe 21 a de la crémaillère, respectivement, doit être égale à la hauteur de l'espace vide entre les

dents au centre 36.

Par ailleurs, les hauteurs des espaces vides 35 et 37, lorsqu'ils croisent l'axe 21 a de la crémaillère doivent être sensiblement plus faibles,et doivent également être la hauteur de l'espace vide 36 entre les dents, à son passage par les plans 40 et 41 Ces résultats sont représentés pour les espaces vides 36 et 37 entre les dents, sur les figures 7 et 8, qui sont des coupes faites

le long des lignes DD et EE de la figure 6 respectivement.

Une section semblable pour la dent 35 sera une image miroir, autour de l'axe vertical, de la figuoe 8 Il est

évident que de telles sections ne peuvent être fraisées.

Certaines propriétés des crémaillères faites selon l'invention seront mieux étudiées par la vue iso- métrique des figures 9 et 10, o seuls la crémaillère et le pignon sont représentés Dans ce cas,lesedents de la crémaillère et du pignon ont une dimension fortement réduite et le pignon est considéré comme roulant et se

déplaçant à la façon indiquée, par rapport à Hune crémail-

lère fixe,par des flèches Les angles 11 et 12 de la figure 2 sont ici indiqués par les angles lia et 12 a par

rapport à la normale à l'axe lc de la crémaillère.

A titre de comparaison, ces angles sont supposés être les mêmes dans le cas de crémaillèresfait E selnn la pratique conventionnelle comme le montre la figure 9 et dans le cas des crémaillères faites selon l'invention comme sur la figure 10 Il sera évident que tandis que le pignon de la figure 9 rencontre la rampe 62, il porte fortement sur les dents d'un côté de la crémaillère, provoquant un roulement Cependant, même un tel roulement n'aura pour résultat qu'un partage de la charge entre les dents sur les côtés opposés de la crémaillère et non pas

régulièrement sur la largeur.

Par ailleurs, le pignon de la figure 10, rencontre-

ra la bosse 52 uniformément à travers sa largeur, en tout moment. Par ailleurs, à la position centrale du parcours du pignon par'rapport à la crémaillère, le pignon de la figure 9 favorise un basculement de la crémaillère tandis

que celui de la figure 10 ne le favorise pas.

Il faut remarquer que ces figures sont simplement données pour illustrer et uniquement pour aider à comprendre l'invention Dans la pratique, dans la plupart des cas, les bouts de toutes les dents d'une crémaillère se trouvant dans un plan, la "rampe" rendue apparente sur les figures 9 et 10 n'existant que dans la configuration des flancs des

espaces vides affectés.

Les problèmes d'usinage des crémaillères ayant des dents de la-géométrie complexe de la figure 10 sont évidents Un fraisage ne peut être utilisé (parce que les dents individuelles nécessitent des-profils ayant les coupes représentées sur les figures 7 et 8) Les formes des dents de la zone 52 de la rampe de la figure 10 sont dérivées de 1 'angle lia de l'installation du pignon et du diamètre du pignon (un pignon indéfiniment grand n'engagera

que le point le plus haut de la crémaillère).

Il s'ensuit que les dents de la rampe 52 peuvent seulement être produites sans erreur par un formeur qui est un fac-similé du pignon ou un outil de coupe ayant une dent ou des dents qui est ou sont un fac-similé de celles du pignon et chacun étant forcé à se déplacer par rapport au plan latéral de la crémaillère 21 b dé façon à

combiner les quatres flèches de-la figure 9 -

Le problème est très semblable à celui trouvé dans la'fabrication des crémaillères à rapport variable décrites dans le brevet australien NI 462 162 Selon ce brevet, les dents de la crémaillèrevarient en pas sur sa longueur,et ontcbangles différents de pression ainsi que des angles d'oblicité différents Comme-cela est décrit dans ce brevet, il y a des zones de chaque côté de la partie centrale du parcours de la crémaillère o les propriétés des dents changent rapidement et la production de telles dents doit être faite par un outil de coupe ou formeur qui est un fac-similé du pignon et qui doit se déplacer par rapport à l'axe de la crémaillère comme le

pignon réel.

Dans une machine capable de produire des crémaillères en se basant sur l'utilisation d'un tel outil de coupe, l'outil de coupe doit être forcé à se déplacer en relation de prise souhaitée pour produire des dents dans la crémaillère ayant un rapport variable, et on doit également prévoir la possibllité que l'outil de coupe s'éloigne et se rapproche du plan latéral 21 b de la crémaillère, par exemple comme cela est indiqué par la flèche 53 pour

générer ainsi la rampe 52.

Une autre méthode qui a été utilisée avec succès pour produire ou générer des crémaillères à rapport variable, emploie une électrode qui est un'facsimilé du pignon et on lui impartit, dans -une machine d'usinage par décharge électrique (EDM), les mouvements décrits ci-dessus, lors de son engagement et son érosion de la crémaillère. Un dispositif à employer dans ce but est illustré sur les figures 11, 12 et 13 La crémaillère 70 ayant un axe longitudinal 70 a est supportée sur une glissière 71 qui se déplace sur des voies 72 de la base 73 Ce mouvement est contrôlé par une came conique 74 qui agit sur un galet porté sur la glissière 71 Un ressort 76 sert à maintenir

le galet 75 pressé contre la came 74, en tout moment.

La came 74 est fixée à la-roue d'engrenage 77, et Elles tournent conjointement sur la broche 78 qui est fixée à la base La roue d'engrenage 77 est entraînée par

des roues de renvoi 79, 80 par la roue d'engrenage 81 elle-

même entraînée par des pignons 82 et 83 L'électrode 84 est fixée à la broche 85 à une extrémité et au centre 86 à l'autre, tous deux étant portés par le châssis 87, ce châssis étant monté pivotant autour d'un axe vertical 88, sur le plateau supérieur 89 d'une machine EDM Ce plateau supérieur se déplace de bas en haut comme le montre les

flèches à la façon bien connue de cet équipement.

La base 73 est fixée au plateau inférieur 90 de la

machine, qui est pourvu d'un réservoir diélectrique 91.

On peut voir que toutes les roues d'engrenage à l'exception de la roue 77 se déplacent vers le haut et vers le bas avec le mouvement du plateau 89 La roue de renvoi 79 est large pour permettre ce mouvement sans dégagement de la roue d'engrenage 77 La broche 85, et par conséquent l'électrode 84,est forcée à tourner par petits incréments, par une roue d'encliquetage 92 et un sol 4 noide 93 La rotation, par incréments, de l'électrode 84 est transmise par-les roues d'engrenage à la came 74 et provoque ainsi un parcours, par incréments, de la-glissière 71 et par

conséquent de la crémaillère 70.

La came 74 sera un cône uniforme dans le cas de crémaillères ayant un rapport uniforme ou un cône non

uniforme dans le cas d'un pas variable.

Il faut noter que l'angle entre l'axe de la brqche et l'axe 70 a de la crémaillère, représenté ici comme un angle droit, peut être formé de façon à correspondre

à l'angle 11 de la figure 6.

Dans une machine EDM tete qu'utilisa conventionnelle-

ment, le plateau supérieur porte une électrode qui descend pour engager la pièce fixée au plateau inférieur L'électrode et la pièce sont connectées aux bornes d'une source d'alimentation en courant électrique qui provoque la production-d'une étincelle entre elles, pour éroder la pièce Le court-circuit est évité en forçant le plateau supérieur à se déplacer instantanément vers le haut d'une faible quantité quand cela est imminent, pour maintenir ainsi un écartement presque constant Un microrupteur fixé au plateau supérieur est établi pour retirer l'électrode au loin de la pièce quand la profondeur souhaitée est atteinte. Quand on utilise le dispositif ci-dessus décrit, le microrupteur usuel est remplacé par un commutateur 94 qui a un galet qui contacte la came 95 fixée à la glissière 71 A la fermeture du commutateur 94, un courant passe à travers le solénoide 93, pour augmenter ainsi la rotation

de l'électrode 84 et le parcours de la crémaillère 70.

La réduction résultante de l'écartement force la machine à élever légèrement le plateau 89 et l'érosion de

la partie suivante de la crémaiflère à se passer.

Ainsi, la came 95 sert de butée d'alimentation vers le bas pour l'électrode Si la came 95 est pourvue d'une bosse ou protubérance comme en 96, il s'ensuit qu'une bosse ou protubérance correspondante sera produitedans la crémaillère qui est érodée Toutes les caractéristiques de cette bosse seront orientées par rapport à la crémaillère

de la façon identique à l'orientanion du pignon.

Aucun des deux procédés qui précèdent n'est totalement adapté à une production à un volume élevé et par conséquent, chaque procédé peut être utilisé pour' produire une crémaillère mère d'o l'on peut produire une

matrice de mise en forme -

Au lieu que l'outil de coupe ou l'électrode soit éloigné et rapproché du plan latéral de la crémaillère à la façon qui vient d'être décrite, l'outil de coupe peut avoir une forme modifiée et être éj Labli pour se déplacer d'une façbn,par rapport à la crémaillère ou d'une forme,qui produit l'espace vide entre les dents au centre plus étroit et les espaces vides entre les dents sur les 26 côtés plus largesafin d'obtenir ainsi le changement souhaité de la distance-au centre en prise sans jeu et au mode souhaité d'orientation pour le pignon Un tel procédé n'est pas préférable car dans ce cas, les bases des dents restent à une hauteur constante comme le montre les lignes en pointillé des figures 7 et 8 Au'point de vue

considérations de la résistance des dents, il est souhai-

table que les bases des dents aient le même changement de hauteur par rapport au plan latéral de'la crémaillère, que toute la forme de la dent Par ailleurs, les sommets des dents peuvent être formés parallèlement au plan latéral

de la crémaillère, sans inconvénient.

R E V E N D I CATIONS

1 Botte de direction à crémaillère et pignon caractérisée en ce qu'on y emploie un pignon hélicoïdal ( 5) tourillbnné dans un carter ( 2), une crémaillère ( 1)

ayant une extrémité dentée et une extrémité lisse, axiale-

ment coulissante dans ledit carter dans deux paliers, un palier à une extrémité du carter maintenant, tourillonnée, l'extrémité lisse de la crémaillère et le palier à l'autre extrémité du carter comprenant un tampon ( 4) chargé par ressort du côté de la crémaillère opposé aux dents et faisant face au pignon ( 5), la crémaillère ayant au moins deux zones le long de son axe, une de chaque côté du centre de l'extrémité dentée de la crémaillère, de dents ayant des espaces vides de hauteur variable permettant une variation de la distance au centre en prise sans jeu entre le pignon et la crémaillère, la distance au centre en prise maximum se présentant àla position de course moyenne de la crémaillère et des distances moindres au centre en prise se présentant à des positions de déplacement de la crémaillère de chaque côté de la position moyenne, les espaces vides dans chacune desdites zones ayant des hauteurs variables sur leur longueur et les hauteum de toutes ces parties des espaces vides qui engagent le pignon en toute position du parcours de la crémaillère dans chaque zone étant égales 2 Boîte de direction à crémaillère et pignon caractérisée en ce qu'on utilise un pignon hélicoïdal ( 5) tourillonné dans un carter ( 2), une crémaillère ( 1) ayant une extrémité dentée et une extrémité lisse-, axialement coulissante dans ledit carter dans deux paliers, un palier à l'extrémité du carter maintenant, tourillonnée,l'extrémité lisse de la crémaillère et le palier à l'autre extrémité du carter comprenant un patin chargé par ressort du côté de la crémaillère opposé aux dents et faisant face au pignon, la crémaillère ayant au moins deux zones le long de son axe, l'une de chaque côté du centre de l'extrémité dentée de la crémaillèrede dents ayant des espaces vides de hauteur variable permettant une variation de la distance au centre en prise sans jeu entre/e pignon et la crémaillère, la distance au centre en prise maximum se trouvant à la position de course moyenne de la crémaillère et les distances au centre en prise moindres se produisant en des positions de la course de la crémaillère de chaque côté de la position moyenne, les espaces vides des dents dans chacune desdites zones ayant des hauteurs variables le long de leur longueur et les variations des hauteurs desdits espaces vides des dents de la crémaillère se produisant à travers la crémaillère à un angle par rapport à son axe, sensiblement identique à l'angle formé par l'axe du pignon avec l'axe de la crémaillère pour former une "rampe" s'étendant à travers'la crémaillère,

à cet angle.

3 Boite de direction selon l'une quelconque des

revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la distance

entre les bases des dents de la crémaillère et l'axe de la crémaillère varie de la même façon que les hauteurs

des espaces vides précités.

4 Procédé de formation d'une crémaillère mère pour produire des matrices de forgeage afin de former une

crémaillère selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2

caratisé en ce qu'une électrode ( 84) d'une mah Ine d'usinage par décharge électriqoe, cpi est un fac-similà du pignon, est forcéeà se déplacer en engagement avec une ébauche de crémaillère ( 70) d'une façon semblable à celle o' le pignon se déplace par rapport à la crémaillère dans une boîte de direction, pour former, par érosion, des dents dans la crémaillère, à la

forme souhaitée.

Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la façon dont l'électrode se déplace par rapport _à l'ébauche de crémaillère est telle que cela produise

des dents d'un pas variable dans la crémaillère.

2-5 1-8482

6 Dispositif pour produire une crémaillère mère avec laquelle on peut produire des matrices de forgeage pour former une crémaillère selon l'une quelconque des reendicdons 1 ou 2, caractéi sé eanoe q'il compra-dune madine d'useg par décharge élotrique ayant des plateaux supérieur ( 89) et inférieur ( 90) et un moyen pour élever et abaisser le plateau supérieur, un moyen ( 71)de sappart de l'ébauche de crémaillère capable d'avoir un mouvement longitudinal dans la direction de l'axe de l'ébauche de crémaillère, agencée sur le plateau inférieur, une électrode ( 84) ayant la

forme d'un fac-similé d'un pignon hélicoïdal montée -

rotative dans une patte fixée au plateau supérieur, un moyen pour faire tourner ladite électrode par-intermittence, un moyen pour effectuer un mouvement axial de l'ébauche de la crémaillère au-delà de l'électrode selon le mouvement de rotation de l'électrode, un autre moyen définissant la position en hauteur de l'électrode par rapport à

l'axe de l'ébauche de la crémaillère en relation prédé-

terminée de hauteur selon la position de l'électrode par

rapport à sa course le long de l'axe de la crémaillère.