Brevet FR2833555A1 — publié le 20030620

l'extrémité extérieure de la "queue de pignon" (7). L' invention concerne un mécanisme de direction pour véhicules automobiles, comprenant une crémaillère qui est montée de façon déplacable longitudinalement dans un boîtier de mécanisme de direction et qui siengrène avec un pignon d'entraînement relié à un arbre de direction, et une pièce de pressage qui est guidée de facon dépla,cable longitudinalement à l'intérieur d'un manchon du boîtier de mécanisme de direction et qui transmet au moins partiellement à la crémaillère une force de précontrainte agissant sur la pièce de pressage. Pour modifier la direction de roulage d'un véhicule automobile, le conducteur émet un souhait de changement de direction. Cette introduction de changement se fait majoritairement par un volant qui est fixé sur un arDre de direction. L'arDre de direction à son tour est relié à un mécanisme de direction relié, par une tringlerie de direction, au support de roue d'une ou plusieurs roues du véhicule. Des vibrations, transmises dans la tringlerie de direction par les roues du véhicule, arrivent ainsi jusque dans le mécanisme de direction. Dans les mécanismes de direction équipés de crémaillères, se pose le problème selon lequel les vibrations sont transmises à la crémaillère qui est montée dans le boîtier du mécanisme de direction. Pour assurer cependant un contact durable entre la crémaillère et le pignon dentraînement de l'arUre de direction, il est connu de presser la crémaillère sur le pignon dentraînement pour empêcher ainsi que la crémaillère se dégage du pignon par suite des vibrations. Pour effectuer ce pressage, on utilise une pièce de pressage, qui est guidée dans un manchon du boîtier de mécanisme de direction et qui presse Ia crémaillère avec précontrainte par l'intermédiaire d'un ressort, dans la direction du pignon d'entraînement. Pour empêcher tout coincement de la pièce de pressage dans le guidage, le guidage présente un certain surdimensionnement par rapport à la dimension extérieure de la pièce de pressage. La force de froUtement régnant entre la crémaillère et la pièce de pressage conduit à ce que, en cas de déplacement de la crémaillère, la pièce de pressage soit également déplacée quelque peu radialement dans la direction de déplacement de la crémaillère, précisément d'une distance allant jusqu'à ce que la pièce de pressage arrive en appui sur le guidage. Ces phénomènes de mise en appui se répètent à chaque changement de direction de la crémaillère et peuvent être perqus par le conducteur du véhicule comme un bruit de claquement. Egalement, les changements de phénomènes de mi se en appui agi s sent négativement sur le comportement en réaction de la direction et sur le comportement vibratoire de la crémaillère. On a tenté, dans EP 1 084 933 A1, d'éviter ce problème par le fait que le perçage qui reçoit la pièce de pressage est incliné sous un angle par rapport à une perpendiculaire à l'axe longitudinal de la crémaillère. On doit de ce fait garantir qu'est exercée par la pièce de pressage une force radiale sur le pergage qui reçoit la pièce de pressage, afin d'empêcher tout soulèvement de la pièce de pressage vis-à-vis du guidage. Pour la fabrication d'un mécanisme de direction à crémaillère, protégé selon EP 1 084 933 A1, l' angle entre une perpendiculaire à l'axe longitudinal de la crémaillère et le perçage recevant la pièce de pressage est désavantageux, du fait que, si l'épaisseur de la paroi du boîtier est constante, dans le manchon de raccordement, il se produit un effet de contre-dépouille qui peut poser des problèmes au stade de la fabrication du boîtier, par exemple par moulage. Par contre, le but de l' invention est de crécr un mécanisme de direction pour des véhicules automobiles, dans lequel les bruits de claquement provenant de l'alternance d'appui de la pièce de pressage ne se produisent pas et qui présente un boîtier qui soit fabriqué en utilisant des moyens de fabrication simples. Ce problème est résolu par un mécanisme de direction pour véhicules automobiles muni d'une crémaillère, qui est montée de façon déplacable longitudinalement dans un boîtier de mécanisme de direction et qui s'engrène avec un pignon d'entraînement relié à un arbre de direction, et d'une pièce de pressage, qui est guidée de facon déplacable longitudinalement à l'intérieur d'un manchon du boîtier de mécanisme de direction et qui transmet au moins partiellement à la crémaillère une force de précontrainte agissant sur la pièce de pressage, dans lequel la direction d'action de la force de précontrainte agissant sur la pièce de pressage et la direction de déplacement de la pièce de pressage font entre elles un angle a. L'idée de base de la présente invention est de faire agir sur la pièce de pressage une forte précontrainte dont la direction d' action ne correspond pas à la direction de déplacement de la pièce de pressage, mais qui fait avec celle-ci un angle supérieur à zéro. I1 est produit de ce fait une force radiale, qui presse la pièce de pressage sur le guidage de la pièce de pressage. L'angle est alors choisi d'une valeur faisant que la force radiale, agissant sur le guidage de la pièce de pressage, soit supérieure à la force d'adbérence régnant entre la crémaillère et la pièce de pressage, afin d'empêcher tout soulèvement de la pièce de pressage vis-à-vis du guidage. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'axe longitudinal du manchon du boîtier de mécanisme de direction s'étend à peu près perpendiculairement à l'axe longitudinal de la crémaillère. Ceci provoque un agencement, avantageux pour la technique de fabrication, du manchon sur le boîtier de mécanisme de direction, du fait que le manchon peut être, par exemple, fabriqué avantageusement, pour un procédé de moulage, par exemple sans qu'il y ait de contre dépouille et avec des épaisseurs de paroi à peu près constantes. Selon un autre mode de réalisation, la force de précontrainte qui agit sur la pièce de pressage est provoquce par un ressort, par exemple un ressort hélicoïdal. La force de pressage peut également être générée de facon hydraulique ou pnenmatique en utilisant un poincon ou piston hydraulique ou pneumatique. Le ressort prend alors appui sur un couvercle qui est vissé dans le manchon et ferme ainsi le percage ménagé dans le manchon. Plus précisément, le ressort prend appui, d'une part, sur la pièce de pressage et, d'autre part, sur le couvercle fermant le manchon du boîtier de mécanisme de direction. Un autre mode de réalisation de l' invention prévoit que le ressort soit soutenu dans un évidement prévu dans la pièce de pressage, dans lequel le ressort prend appui, sachant que le fond de l'évidement s'étend à peu près perpendiculairement à laxe longitudinal du ressort. Le ressort peut de ce fait bénéficier dun appui sûr dans la pièce de pressage. Le guidage radial du ressort peut être influencé par la configuration de l'évidement ménagé dans la pièce de pressage, y compris le fond. Il est également possible de réaliser le fond dans lévidement de la pièce de pressage, de facon à ce qu'il soit perpendiculaire à l'axe longitudinal de la pièce de pressage, et d' installer sur le fond un élément de soutien ou d'appui supplémentaire cunéiforme, qui fournisse la surface d'appui au ressort. Sans cet élément d'appui supplémentaire, des déformations devraient le cas échéant être réalisées dans les zones d'extrémité du ressort pour assurer un appui sûr des extrémités du ressort sur les faces d'appui. Un tel élément d'appui est prévu selon une autre forme de réalisation pour servir au montage dans le couvercle fermant la tuLulure. Cet élément d'appui possède une face de base dont la forme géométrique permet un déplacement relatif entre l'élément d'appui et le couvercle. Ce déplacement relatif se produit si le couvercle est vissé dans le manchon et presse alors l'élément diappui contre le ressort. Afin qu'il ne se produise alors aucune rotation du ressort, il faut que la face de base de l'élément d'appui soit mobile en rotation par rapport au couvercle. En outre, l'élément d'appui, qui est monté dans le couvercle, présente une face d'appui pour le ressort. Cette deuxième face est inclinée par rapport à la face de base, de manière à être réalisoe en tant que face d'appui qui s'étend à peu près perpendiculairement à l'axe longitudinal du ressort. Un autre mode de réalisation de l 'invention prévoit que l'élément d'appui soit réalisé de manière à pénétrer au moins partiellement dans l'enroulement du ressort et favoriser ainsi le guidage radial de ce ressort. Grâce au guidage et grâce à la configuration de la paroi intérieure de l'évidement ménagé dans la pièce de pressage, on empêche efficacement tout coincement ou blocage par serrage du ressort lors de l'enfoncement et du déploiement élastique. A des fins de réglage et de contrôle, un autre mode de réalisation de l' invention prévoit que l'élément d'appui présente un passage s'étendant coaxialement à l'axe longitudinal du couvercle. Un bouchon, réalisé par exemple en caoutchouc, obLure en fonctionnement l'ouverture du couvercle et permet à l'état de montage ou de réglage d'avoir un accès aisé d'un outil au fond de l'évidement ménagé dans la pièce de pressage. En outre, de préférence, l' angle a, entre la direction d'action de la force de précontrainte agissant sur la pièce de pressage et la direction de déplacement de la pièce de pressage, est choisi de manière que la force radiale qu'exerce la pièce de pressage sur le guidage dans le manchon soit supérieure au frottement d'adhérence agissant entre la pièce de pressage et la crémaillère. L' invention va être décrite plus en détail ci après à l' aide de la variante de réalisation illustrée dans le dessin. La figure unique 1 représente schématiquement une partie d'une coupe longitudinale dans un mécanisme de direction 1 selon l' invention. Le boîtier de mécanisme de direction 2 entoure alors la crémaillère 3 montée de façon déplaçable dans la direction longitudinale de l'axe longitudinal 3a. La crémaillère 3 présente sur un coté longitudinal une denture 4 prévue pour la broche ou colonne de direction 5. Une pièce de pressage 6, qui est montée de façon déplaçable longitudinalement dans un pergage 7 d'un manchon 8 du boîtier de direction 2, est disposoe sur le coté de la crémaillère qui est opposé à la broche. La pièce de pressage 6 est alors pressce contre la crémaillère 3 par un ressort 9 précontraint. Le ressort 9 prend appui, par une de ses extrémités, sur le fond 10 d'un évidement 11 de la pièce de pressage 6. L'axe longitudinal 12 du ressort 9 est alors incliné d'un angle a supérieur à zéro par rapport à l'axe longitudinal 13 de la pièce de pressage 6. L'autre extrémité du ressort 9 est soutenue sur un élément d'appui 14 monté dans un évidement 15 de forme circulaire d'un couvercle 16. L'élément d'appui 14 présente alors une forme de base cunoiforme (en forme de coin) à surface de base ronde, de sorte que l'élément d'appui 14 appuie d'un coté à plat sur le fond 17 du couvercle 16 et de l'autre coté forme, avec une face d'appui 18 s'étendant au moins à peu près perpendiculairement par rapport à l'axe longitudinal 12 du ressort, un contre appui pour le ressort 9. A angle droit de la surface de soutien 18, l'élément d'appui 14 présente un mandrin 19 pénétrant au moins partiellement dans l'enroulement du ressort 9 et soutenant ainsi le guidage radial du ressort 9. A travers l'élément de soutien 14, un perçage 20 s'étend coaxialement par rapport à l'axe longitudinal 13 de la pièce de pressage 6. Celui-ci est fermé sur un coté par un bouchon 21 placé dans une ouverture 22 du couvercle 16. Le vissage axial du couvercle 16 avec le manchon 8 se fait par l'intermédiaire d'un taraudage 23 ménagé dans le manchon 8. La précontrainte du ressort entre le couvercle 16 et la pièce de pressage 6 est déterminée par le blais de la profondeur de vissage du couvercle 16. On peut effectuer un contrôle de la position axiale de la pièce de pressage 6 dans le manchon 8 par l'ouverture 22 ménagée dans le couvercle 16 et le percage 20 ménagé dans l'élément d'appui 14. A cette fin, le fond 10 de l'évidement 11 ménagé dans la pièce de pressage 6 présente un point de mesure 24. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de direction (1) pour véhicules automobiles, comprenant: une crémaillère (3), qui + est montée de façon déplaçable longitudinalement dans un boîtier de mécanisme de direction (2), et + s'engrène avec un pignon d'entraînement relié à un arbre de direction, et - une pièce de pressage (6), qui + est guidée de façon déplaçable longitudinalement à l'intérieur d'un manchon (8) du boîtier de mécanisme de direction (2), et + transmet au moins partiellement à la crémaillère (3) une force de précontrainte agissant sur la pièce de pressage (6), caractérisé en ce que la direction d' action (12) de la force de précontrainte agissant sur la pièce de pressage (6) et la direction de déplacement (13) de la pièce de pressage (6) font entre elles un angle a. 2. Mécanisme de direction selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe longitudinal (8a) du manchon (8) du boîtier de mécanisme de direction (2) sétend à peu près perpendiculairement à l'axe longitudinal (3a) de la crémaillère (3). 3. Mécanisme de direction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la force de précontrainte agissant sur la pièce de pressage (6) est provoquée par un ressort (9) prenant appui, d'une part, sur la pièce de pressage (6) et, d'autre part, sur un couvercle (16) fermant le manchon (8) du boîtier de mécanisme de direction (2). 4. Mécanisme de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il y a dans la pièce de pressage (6) un évidement (11) dans lequel le ressort prend appui, le fond (10) de l'évidement (11) s'étendant à peu près à angle droit par rapport à l'axe longitudinal (12) du ressort (9). 5. Mécanisme de direction selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que, dans le couvercle (16), est monté un élément d'appui (14) présentant pour le ressort (9) une face d'appui (18) qui s'étend à peu près perpendiculairement à l'axe longitudinal (12) du ressort (9). 6. Mécanisme de direction selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément d'appui (14) pénètre partiellement dans l'enroulement du ressort (9). 7. Mécanisme de direction selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément d'appui (14) présente un passage (20) sétendant coaxialement à l'axe longitudinal du couvercle (16a). 8. Mécanisme de direction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l' angle a, entre la direction d' action (12) de la force de précontrainte agissant sur la pièce de pressage (6) et la direction de déplacement (13) de la pièce de pressage (6), est choisi de manière que la force radiale qu'exerce la pièce de pressage (6) sur le guidage (7) dans le manchon (8) soit supérieure au froLtement d'adhérence agissant entre la pièce de