Brevet FR2816270A1 — publié le 20020510

La présente invention concerne, de façon générale, les ensembles de direction pour véhicules automobiles. Cette invention s'intéresse, plus particulièrement, à un dispositif de réduction des frottements dans de tels ensembles de direction, notamment au niveau des éléments désignés comme"boîtier côté roue" et comme "rotule axiale", mais aussi pour d'autres composants mobiles, tels que la crémaillère. Dans une direction de véhicule automobile, plus particulièrement une direction à crémaillère, le boîtier côté roue assure la liaison articulée entre une biellette de connexion, elle-même liée à une extrémité de la crémaillère, et un pivot à tête sphérique, lui-même lié à un levier de direction associé à la roue directrice correspondante (droite ou gauche) du véhicule concerné. La tête de pivot, présentant une surface en forme de portion de sphère, doit actuellement être usinée assez finement, car elle coopère avec une cage en matière plastique, dans laquelle elle est logée et doit pouvoir tourner. Cet usinage fin, actuellement nécessaire pour parvenir à un coefficient de frottement acceptable, et pour limiter les couples à vaincre, reste une opération relativement coûteuse. Un problème analogue se pose pour le pivot de la rotule axiale, par laquelle l'autre extrémité de la biellette de connexion est liée de façon articulée à l'extrémité correspondante de la crémaillère. Plus généralement, ce problème est rencontré, dans les ensembles de direction pour véhicules automobiles, pour tous composants mobiles en rotation et/ou en translation, et présentant des zones de frottement sur d'autres organes, par exemple pour la crémaillère dans ses zones coulissantes relativement à des paliers-supports. La présente invention vise à éliminer ces inconvénients, en fournissant un dispositif permettant la réduction des frottements dans les ensembles de direction, et constituant une solution simple et économique, notamment par une simplification des usinages. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un dispositif de réduction des frottements dans des ensembles de direction pour véhicules automobiles, au niveau de composants décrivant un mouvement de rotation et/ou de translation vis-à-vis d'au moins un autre organe, ce dispositif consistant en l'application d'un revêtement anti-adhérent au moins sur une zone de contact du composant considéré avec un autre organe. Avantageusement, le revêtement anti-adhérent est un revêtement de polytétrafluoréthylène (PTFE), aussi connu sous la dénomination commerciale"TEFLON" (marque enregistrée). Selon une application de l'invention, le composant concerné est un pivot de boîtier côté roue, le revêtement anti-adhérent étant appliqué au moins sur toute la surface sphérique de ce pivot. Selon une autre application de l'invention, le composant concerné est un pivot de rotule axiale, le revêtement anti-adhérent étant appliqué au moins sur toute la surface sphérique de ce pivot. Dans ce cas d'application, le revêtement peut aussi être présent dans une gorge annulaire dudit pivot de rotule axiale, utilisé pour le montage d'une extrémité d'un soufflet entourant ladite rotule axiale. Grâce à ce revêtement anti-adhérent, l'on obtient dans tous les cas une réduction du couple de frottement, notamment pour les rotules, ce qui procure une diminution des couples de basculement à vaincre. Le revêtement anti-adhérent forme une couche extérieure qui"gomme"les aspérités de la pièce qu'elle recouvre, tout en offrant extérieurement une surface très glissante, venant en contact glissant avec un autre organe. La pièce recevant ledit revêtement n'a pas besoin d'être réusinée finement, et l'on peut au contraire se contenter d'un usinage grossier, voire même supprimer tout usinage et utiliser une pièce métallique brute de frappe, d'où une simplification de fabrication et une réduction des coûts. L'invention permet de supprimer éventuellement la présence de graisse au niveau des rotules, et la nécessité de soufflets pour contenir cette graisse, d'où une simplification et une économie supplémentaires. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de ce dispositif de réduction des frottements dans des ensembles de direction pour véhicules automobiles : Figure 1 est une vue d'ensemble d'une direction de véhicule automobile, pouvant être équipée de dispositifs conformes à la présente invention ; Figure 2 représente un pivot de boîtier côté roue d'une telle direction, constituant une première application du dispositif de l'invention ; Figure 3 représente un pivot de rotule axiale de direction, constituant une autre application de ce dispositif ; Figure 4 représente une crémaillère de direction, constituant encore une autre application du dispositif de l'invention. La figure 1 rappelle la structure générale d'une direction à crémaillère de véhicule automobile, dont elle montre, en vue extérieure, le carter central tubulaire 1, les deux soufflets 2 raccordés aux extrémités du carter 1, et les deux biellettes de connexion 3, solidaires respectivement des boîtiers côté roue 4 droit et gauche. Chaque boîtier côté roue 4 reçoit un pivot 5, placé dans un logement de ce boîtier 4 qui renferme une cage, laquelle emprisonne la partie sphérique 5a (voir aussi figure 2) du pivot 5. Dans le carter 1 est montée coulissante, axialement, une crémaillère 6 dont les deux extrémités se situent à l'extérieur de ce carter 1. La crémaillère 6 possède une denture 7 (voir aussi figure 4), venant en prise avec un pignon dont l'arbre 8 est accouplé à la colonne de direction (non représentée). Les deux extrémités de la crémaillère 6 portent des boîtiers 9 de rotules axiales, qui servent à l'articulation d'une extrémité des biellettes 3. Chaque boîtier 9 de rotule axiale reçoit une partie sphérique 10a d'un pivot de rotule axiale 10 (voir aussi figure 3). Les deux soufflets 2 entourent, respectivement, les deux rotules axiales. L'extrémité extérieure de chaque soufflet 2 est montée dans une gorge annulaire 10b du pivot de rotule axiale 10 correspondant (voir aussi figure 3). Comme le montre la figure 2, le pivot 5 d'un boîtier côté roue 4 comporte, sur sa partie sphérique 5a, un revêtement anti-adhérent 11 en polytétrafluoréthylène (PTFE), qui améliore le coefficient de frottement entre le pivot 5 et la cage du boîtier 4. De manière analogue, en se référant à la figure 3, le pivot de rotule axiale 10 comporte, sur sa partie sphérique 10a, un revêtement antiadhérent 12 en polytétrafluoréthylène (PTFE). Un revêtement anti-adhérent analogue 13 est aussi présent dans la gorge annulaire 10b de ce pivot de rotule axiale 10 qui sert au montage de l'extrémité du soufflet 2 correspondant. Le même genre de revêtement anti-adhérent en polytétrafluoréthylène peut aussi être appliqué sur une ou plusieurs zones de la crémaillère 6, pour diminuer les efforts de coulissement. En particulier, dans le cas d'une direction manuelle et comme l'illustre la figure 4, un tel revêtement anti-adhérent 14 peut être présent sur la portion 6a de la crémaillère 6 qui traverse, de façon coulissante, un palier-support 15 de cette crémaillère, solidaire d'une extrémité du carter tubulaire 1. On diminue ainsi les efforts de coulissement de la crémaillère 6 sur le paliersupport 15. Dans le cas d'une direction manuelle ou d'une direction assistée, un revêtement anti-adhérent analogue peut aussi être appliqué sur la crémaillère 6, dans la zone de celle-ci qui coopère avec le dispositif dit de "poussoir", lequel presse élastiquement la crémaillère contre le pignon. Comme il va de soi, et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif de réduction des frottements dans des ensembles de direction pour véhicules automobiles qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention : - en utilisant tout matériau approprié, pour constituer le ou les revêtements anti-adhérents ; - en appliquant ce dispositif à toutes les parties ou pièces qui, dans un ensemble de direction, décrivent des mouvements relatifs de rotation ou de translation, ou des mouvements combinés ; - en destinant le dispositif à des directions de tous types, avec ou sans crémaillère, manuelles ou assistées. REVENDICATIONS 1-Dispositif de réduction des frottements dans des ensembles de direction pour véhicules automobiles, au niveau de composants (5 ; 10 ; 6) décrivant un mouvement de rotation et/ou de translation vis-à-vis d'au moins un autre organe (4 ; 9,2 ; 15), caractérisé en ce Qu'il consiste en l'application d'un revêtement anti-adhérent (11 ; 12 ; 13 ; 14) au moins sur une zone de contact (5a ; 10a ; 10b ; 6a) du composant considéré (5 ; 10 ; 6) avec un autre organe (4 ; 9, 2 ; 15). 2-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement anti-adhérent (11 ; 12 ; 13 ; 14) est un revêtement de polytétrafluoréthyléne (PTFE). 3-Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le composant concerné est un pivot (5) de boîtier côté roue (4), le revêtement anti-adhérent (11) étant appliqué au moins sur toute la surface sphérique (5a) de ce pivot (5). 4-Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le composant concerné est un pivot de rotule axiale (10), le revêtement anti-adhérent (12) étant appliqué au moins sur toute la surface sphérique (10a) de ce pivot (10). 5-Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le revêtement anti-adhérent (13) est aussi présent dans une gorge annulaire (10b) dudit pivot de rotule axiale (10), utilisée pour le montage d'une extrémité d'un soufflet (2) entourant ladite rotule axiale. 6-Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le revêtement anti-adhérent (14) est appliqué sur une ou plusieurs zones de la crémaillère (6) de la direction, en particulier sur la portion (6a) de la crémaillère (6) qui traverse, de façon coulissante, un palier-support (15). 7-Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le revêtement anti-adhérent est appliqué, sur la crémaillère (6), dans la zone de celle-ci qui coopère avec le dispositif de"poussoir".