Brevet FR2824522A1 — publié le 20021115

La présente invention concerne les systèmes de direction à crémaillère, pour véhicules automobiles. Plus particulièrement, cette invention se rapporte à un dispositif de limitation de la course de la crémaillère, pour de tels systèmes de direction. Dans une direction à crémaillère de véhicule automobile, il convient de limiter la course de translation de la crémaillère, de manière à définir les fins de course de braquage, à droite et à gauche. Il est rappelé que, de façon habituelle, la crémaillère est montée mobile en translation dans un carter de direction, de forme générale tubulaire. A chacune de ses deux extrémités, la crémaillère porte un boîtier de rotule axiale, servant à l'articulation d'une extrémité d'une biellette de direction, dont l'autre extrémité est solidaire d'un boîtier côté roue . La limitation de la course de la crémaillère est ainsi réalisable par butée d'un élément, solidaire de l'extrémité de la crémaillère ou du boîtier de rotule axiale correspondant, avec une face appartenant à une extrémité du carter ou du tube de direction. En l'état actuel, on utilise habituellement une pièce spéciale de limitation de course, en forme de bague, montée à l'extrémité de la crémaillère. Il s'agit, généralement, d'une pièce en matière synthétique. Ainsi, la fonction de limitation de la course de la crémaillère nécessite une pièce spéciale, ce qui entraîne des coûts de fabrication et de montage. De plus, cette pièce en matière synthétique peut ne pas résister à des chocs violents, ou à des conditions de fonctionnement sévères, en particulier à des températures élevées. La présente invention vise à éviter ces inconvénients, en fournissant un dispositif simple, économique et résistant, aussi bien mécaniquement que thermiquement, pour la limitation de la course de la crémaillère. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un dispositif de limitation de course pour direction à crémaillère, dans laquelle la crémaillère est montée mobile en translation dans un carter de direction tubulaire et porte, à chaque extrémité, un boîtier de rotule axiale, ce dispositif étant caractérisé par le fait que le corps du boîtier de rotule axiale est prolongé, en direction de l'extrémité correspondante du carter de direction, par une partie de section annulaire, réalisée d'une seule pièce avec ledit boîtier de rotule axiale et entourant l'extrémité correspondante de la crémaillère, la zone terminale de cette partie de section annulaire du boîtier de rotule axiale étant prévue pour coopérer avec une face en regard, appartenant à l'extrémité correspondante du carter de direction. Ainsi, la fonction de limitation de la course de la crémaillère est assurée par une partie intégrante du boîtier de rotule axiale, convenablement constituée et dimensionnée. Cette solution permet de supprimer une pièce spéciale, d'où une réduction des coûts, tout en assurant la même fonction. De plus, le boîtier de rotule axiale étant habituellement une pièce métallique, la partie réalisant la fonction de limitation de course est, elle aussi, forcément métallique, ce qui confère au dispositif une grande résistance aux chocs, ainsi qu'une aptitude au fonctionnement dans des conditions sévères, notamment à haute température. Dans la forme de réalisation la plus simple du dispositif de limitation de course, objet de l'invention, la partie de section annulaire, prolongeant le corps de boîtier de rotule axiale, possède une face terminale coopérant directement avec la face en regard, appartenant à l'extrémité correspondante du carter de direction. Dans une autre forme de réalisation du dispositif, une bague en caoutchouc ou matière analogue est montée, en étant par exemple adhérisée ou sertie, sur la zone terminale de la partie de section annulaire, prolongeant le corps du boîtier de rotule axiale, cette bague étant prévue pour coopérer avec la face en regard, appartenant à l'extrémité correspondante du carter de direction. La bague en caoutchouc, ou en matière à propriétés comparables à celles du caoutchouc, permet d'amortir les chocs lors de l'arrivée en butée de fin de course de la crémaillère sur le carter de direction. Selon un mode d'exécution avantageux du dispositif, objet de l'invention, la partie de section annulaire, prolongeant le corps du boîtier de rotule axiale, est filetée intérieurement sur au moins une fraction de sa longueur, pour assurer la fixation par vissage du boîtier de rotule axiale sur l'extrémité, filetée extérieurement, de la crémaillère. L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce dispositif de limitation de course pour direction à crémaillère : Figure 1 est une vue partielle, en coupe longitudinale, d'une direction à crémaillère équipée du dispositif de limitation de course, objet de la présente invention ; Figure 2 représente, à échelle agrandie et en coupe, le dispositif de limitation de course selon l'invention ; Figure 3 est une autre vue en coupe de ce dispositif de limitation de course, suivant lll-lll de figure 2 ; Figure 4 représente, à échelle encore plus grande, le détail A de la figure 3. La figure 1 représente, partiellement et schématiquement, une direction de véhicule automobile, qui comprend un carter central fixe tubulaire 1 dans lequel est montée coulissante, axialement, une crémaillère 2 dont les deux extrémités se situent à l'extérieur du carter 1. La crémaillère 2 possède une denture, venant en prise avec un pignon dont l'arbre est accouplé à la colonne de direction (non représenté). L'extrémité droite de la crémaillère 2 porte un boîtier de rotule axiale 3, servant à l'articulation d'une extrémité d'une biellette 4 dont l'autre extrémité est solidaire du boîtier côté roue droit (non représenté). De manière symétrique, l'extrémité gauche de la crémaillère 2 porte un autre boîtier de rotule axiale servant à l'articulation d'une extrémité d'une autre biellette dont l'autre extrémité est solidaire du boîtier côté roue gauche. Un soufflet de direction 5 relie l'extrémité droite du carter 1 à la biellette 4. De manière symétrique, un autre soufflet de direction relie l'extrémité gauche du carter 1 à l'autre biellette (non représenté). Le boîtier de rotule axiale 3, métallique, possède un corps 6, qui est prolongé, en direction de l'extrémité correspondante du carter 1 , par une partie 7 de section annulaire. Le corps 6 du boîtier de rotule axiale 3, mieux visible aux figures 2 et 3, possède une cavité sphérique 8, ouverte vers l'extérieur, dans laquelle est montée une cage 9 en matière synthétique. L'extrémité correspondante de la biellette 4 comporte un pivot sphérique 10, engagé à l'intérieur de la cage 9. La partie 7 de section annulaire est réalisée d'une seule pièce avec le corps 6 du boîtier de rotule axiale 3. Cette partie 7 de section annulaire entoure l'extrémité correspondante de la crémaillère 2. Cette extrémité de la crémaillère 2 possède un filetage extérieur 1 1 , sur lequel est vissée la partie 7 de section annulaire du boîtier de rotule axiale 3, ladite partie 7 étant filetée intérieurement sur une partie de sa longueur. Un passage d'air 12 est ici ménagé diamétralement dans le boîtier de rotule axiale 3, dans la zone intermédiaire entre le corps 6 de ce boîtier de rotule axiale 3, et sa partie annulaire 7. La crémaillère 2, quant à elle, est forée axialement, et présente ainsi un canal axial 13 qui débouche à chacune de ses extrémités. Le passage d'air 12 vient tangenter l'extrémité de la crémaillère 2, et communique ainsi avec le canal axial 13. De la sorte, une circulation d'air peut s'instaurer entre les deux extrémités de la crémaillère 2, pour permettre l'équilibrage des pressions d'air entre le soufflet de direction 5 droit et le soufflet de direction gauche (non représenté). La partie 7 de forme annulaire du boîtier de rotule axiale 3 possède une face terminale annulaire 14, tournée vers une face en regard 15 appartenant à l'extrémité correspondante du carter 1. Comme le montre plus en détail la figure 4, une bague 16 en caoutchouc ou matière analogue, telle que polymère, est adhérisée sur la face terminale annulaire 14 de la partie 7 du boîtier de rotule axiale 3. Ainsi, le boîtier de rotule axiale 3 joue lui-même le rôle d'un limiteur de course pour la crémaillère 2, déplacée vers la gauche, lorsque la bague 16 vient en butée contre la face en regard 15 appartenant au carter 1. Bien entendu, lorsque la crémaillère 2 est déplacée vers la droite, la même fonction de limitation de course de cette crémaillère est réalisée par le dispositif symétrique prévu à l'autre extrémité de la crémaillère. La bague 16 assure un amortissement des chocs, lors de l'arrivée en butée de fin de course de la crémaillère 2 sur le carter 1. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif de limitation de course pour direction à crémaillère qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; 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 modifiant les détails de forme du boîtier de rotule axiale 3, tout en conservant sa fonction de limiteur de course ; - en réalisant la fixation de la bague 16 par tout moyen, par exemple par sertissage ; en supprimant même cette bague 16, auquel cas le boîtier de rotule axiale 3 assure sa fonction de limiteur de course directement par sa face terminale 14 ; en destinant ce dispositif de limitation de course à des directions à crémaillère de tous types, que celles-ci soient notamment des directions manuelles ou des directions assistées. REVENDICATIONS 1 - Dispositif de limitation de la course de la crémaillère, pour direction à crémaillère, dans laquelle la crémaillère (2) est mobile en translation dans un carter de direction (1 ) tubulaire et porte, à chaque extrémité, un boîtier de rotule axiale (3), caractérisé en ce que le corps (6) du boîtier de rotule axiale (3) est prolongé, en direction de l'extrémité correspondante du carter de direction (1 ), par une partie (7) de section annulaire, réalisée d'une seule pièce avec ledit boîtier de rotule axiale (3) et entourant l'extrémité correspondante de la crémaillère (2), la zone terminale (14, 16) de cette partie (7) de section annulaire du boîtier de rotule axiale (3) étant prévue pour coopérer avec une face en regard (15) appartenant à l'extrémité correspondante du carter de direction (1 ). 2 - Dispositif de limitation de course pour direction à crémaillère, selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la partie (7) de section annulaire, prolongeant le corps (6) du boîtier de rotule axiale (3), possède une face terminale (14) coopérant directement avec la face en regard (15), appartenant à l'extrémité correspondante du carter de direction (1 ). 3 - Dispositif de limitation de course pour direction à crémaillère, selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'une bague (16) en caoutchouc ou matière analogue est montée, en étant par exemple adhérisée ou sertie, sur la zone terminale (14) de la partie (7) de section annulaire, prolongeant le corps (6) du boîtier de rotule axiale (3), cette bague (16) étant prévue pour coopérer avec la face en regard (15) appartenant à l'extrémité correspondante du carter de direction (1 ). 4 - Dispositif de limitation de course pour direction à crémaillère, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie (7) de section annulaire, prolongeant le corps (6) du boîtier de rotule axiale (3), est filetée intérieurement, sur au moins une fraction de sa longueur, pour assurer la fixation par vissage du boîtier de rotule axiale (3) sur l'extrémité, filetée extérieurement (1 1 ), de la crémaillère (2). 5 - Dispositif de limitation de course pour direction à crémaillère, selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un passage d'air (12) est ménagé transversalement dans le boîtier de rotule axiale (3), entre le corps (6) de ce boîtier de rotule (3) et sa partie annulaire (7), ce passage d'air transversal (12) communiquant avec un passage d'air axial (13) ménagé dans la crémaillère (2) et débouchant à chaque extrémité de la crémaillère (2).