Brevet FR2854936A1 — publié le 20041119

I La présente invention concerne, de façon générale, les directions à crémaillère des véhicules automobiles. Plus particulièrement, cette invention s'intéresse à l'élément dit "poussoir" d'une telle direction et elle se rapporte plus spécialement encore, à un poussoir avec dispositif de rattrapage de jeu radial. Dans un système de direction à crémaillère, un pignon de direction est lié en rotation avec la colonne de direction, manoeuvrée à l'aide du volant de conduite du véhicule, le pignon venant en prise avec une crémaillère montée coulissante dans un carter de direction. Les deux extrémités de la 10 crémaillère, extérieures au carter, sont accouplées à des biellettes de direction associées respectivement aux roues directrices droite et gauche du véhicule. Ainsi, la rotation du volant dans un sens ou dans l'autre, donc la rotation correspondante du pignon de direction, est convertie en une translation correspondante de la crémaillère qui, par l'intermédiaire des biellettes, 15 provoque elle-même l'orientation des roues directrices du véhicule, pour un braquage à droite ou à gauche. De manière assez habituelle, dans ce type de direction, la crémaillère est maintenue en contact d'engrènement permanent contre le pignon à l'aide d'un organe mécanique désigné comme "poussoir", qui est 20 monté coulissant, dans une partie de carter ou dans un autre carter auxiliaire avec paroi intérieure cylindrique, suivant un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de la crémaillère, et qui est sollicité élastiquement de manière à s'appuyer sur le dos de la crémaillère, par une partie terminale de forme adaptée, en particulier de profil concave, à l'opposé du pignon de direction. 25 Grâce à un tel poussoir, les défauts d'engrènement de la crémaillère avec le pignon sont compensés, et ledit poussoir assure également le guidage de la crémaillère. Pour permettre le mouvement de coulissement du poussoir, en direction du dos de la crémaillère, un jeu radial doit être prévu entre la 30 périphérie de ce poussoir, d'une part, et la paroi intérieure de la partie cylindrique du carter ou du carter auxiliaire, d'autre part. Lors du fonctionnement de la direction, la crémaillère coulisse dans la partie terminale de forme adaptée du poussoir, en se déplaçant dans un sens ou dans l'autre selon le sens de rotation du volant de direction. Lors d'une 35 inversion du sens de rotation du volant, donc du sens de coulissement de la crémaillère, et compte tenu du jeu radial précédemment mentionné, le poussoir est entraîné latéralement par la crémaillère, jusqu'à venir buter d'un côté ou de l'autre contre la paroi intérieure cylindrique de la partie de carter correspondante ou du carter auxiliaire. Ce phénomène engendre des bruits. De plus, le jeu radial entre le poussoir et ladite partie de carter, 5 ou le carter auxiliaire, peut engendrer des vibrations qui remontent, le long de la colonne de direction, jusqu'au volant de conduite. Des solutions ont déjà été envisagées, pour supprimer le jeu radial du poussoir et ses effets gênants. En particulier, selon le document EP 1 084 933 A1, il a été proposé que le poussoir soit maintenu sans jeu 10 radial, dans son logement cylindrique du carter, au moyen d'un joint torique disposé une gorge annulaire du poussoir, cette gorge annulaire étant excentrée par rapport à l'axe du poussoir, de telle manière que le poussoir soit appliqué contre un côté de son logement cylindrique. La présente invention vise à fournir un dispositif de rattrapage du 15 jeu perfectionné, facilitant la fabrication et le montage du poussoir et permettant un meilleur appui du poussoir contre la paroi intérieure cylindrique du carter. A cet effet, I'invention a pour objet un poussoir avec rattrapage de jeu radial pour direction à crémaillère de véhicule automobile, ce poussoir 20 possédant sur sa surface sur sa surface latérale une gorge centrée sur l'axe du poussoir, gorge qui s'étend au moins sur une fraction de la circonférence du poussoir, et qui intersecte une fente du poussoir s'étendant dans un plan sensiblement parallèle à l'axe du poussoir, ou contenant cet axe, tandis qu'un joint annulaire élastiquement déformable est mis en place dans la gorge, le 25 joint passant aussi dans la fente, de sorte que ce joint fasse saillie sur un seul côté du poussoir. Dans une forme de réalisation de l'invention, la gorge centrée sur l'axe du poussoir s'étend sur sensiblement un demi-tour du poussoir tandis que la fente possède une direction diamétrale et réunit les deux extrémités de la 30 gorge, le joint occupant toute la longueur de la gorge. Une telle fente diamétrale peut être ménagée, dans le poussoir, suivant un plan parallèle à l'axe de la crémaillère, ou suivant un plan perpendiculaire à l'axe de la crémaillère. Dans une forme de réalisation de l'invention, la gorge centrée sur 35 lI'axe du poussoir s'étend sur un tour complet du poussoir, tandis que la fente possède une direction diamétrale et réunit deux points diamétralement opposés de la gorge, le joint n'occupant qu'une moitié de la longueur totale de la gorge, entre les deux points précités. Ainsi, l'idée à la base de l'invention consiste à former sur le poussoir une gorge centrée sur l'axe du poussoir, mais combinée avec une 5 fente, de manière à monter le joint dans une disposition dissymétrique, avec une partie du joint montée dans la gorge et faisant saillie du poussoir pour s'appuyer contre la paroi intérieure cylindrique du carter, tandis que la partie opposée de ce joint traverse la fente, la forme prise par le joint s'apparentant à celle de la lettre "D". La souplesse du joint permet de le monter sans difficulté 10 dans le garage et la fente, et de lui donner cette forme en "D", un joint torique traditionnel pouvant ici être utilisé. L'apparence extérieure dissymétrique de poussoir permet un "détrompage" simple lors du montage du poussoir, contrairement à une gorge excentrée, dont l'excentration est difficile et apprécier visuellement. Par ailleurs, I'absence totale du joint sur un côté du 15 poussoir, résultant du fait que le joint passe dans la fente, assure sur ce côté un meilleur appui du poussoir contre la paroi intérieure cylindrique de carter, donc un rattrapage plus efficace du jeu radial du poussoir. L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, 20 à titre d'exemples, quelques formes de réalisation de ce poussoir avec rattrapage de jeu radial pour direction à crémaillère: Figure 1 est une vue en perspective d'un poussoir conforme à la présente invention, le joint étant représenté "sorti" du poussoir; Figure 2 est une vue de côté du poussoir de figure 1, monté dans le 25 carter de direction; Figure 3 est une vue en coupe, suivant 111-111 de figure 2; Figure 4 illustre une variante du poussoir objet de l'invention. Le poussoir 2, représenté seul sur la figure 1, possède une allure générale cylindrique, en particulier avec une surface latérale cylindrique 3, I'axe 30 central du poussoir 2 étant indiqué en A. Une extrémité du poussoir 2 se présente comme une face 4 de profil général concave, adaptée au dos de la crémaillère de la direction (voir aussi la figure 2). La figure 2 représente partiellement une direction à crémaillère de véhicule automobile, recevant le poussoir 2. Cette figure montre le carter 5 35 logeant le pignon de direction (non représenté) et la crémaillère 6, dont la denture vient en prise avec le pignon de direction, ce dernier étant accouplé à la colonne de direction. Le carter 5 de la direction possède une partie tubulaire 5a, ouverte vers l'extérieur, dont l'axe central A s'étend orthogonalement à l'axe 5 longitudinal de coulissement B de la crémaillère 6. La partie tubulaire 5a possède une paroi intérieure 5b cylindrique, lisse. Le poussoir 2 est monté à l'intérieur de la partie tubulaire 5a du carter 5, et il est guidé en coulissement suivant l'axe de cette partie tubulaire 5a. La face terminale 4 de profil concave du poussoir 2 est appuyée 10 contre le dos 6b de la créamillère 6, par des moyens à ressort (non représentés) qui exercent une poussée selon la flèche F sur l'extrémité opposée du poussoir 2. La surface latérale cylindrique 3 du poussoir 2 possède un diamètre légèrement inférieur au diamètre intérieur de la partie tubulaire 5a du 15 carter 5. Un jeu radial est ainsi présent, à l'origine, entre le poussoir 2 d'une part et la paroi intérieure 5b de la partie tubulaire 5a du carter 5. Le dispositif décrit ci-après, qui consiste en un aménagement du poussoir 2, vise à rattraper le jeu radial de ce poussoir 2. Une première forme d'exécution de ce dispositif est illustrée aux figures 1 à 3. Le poussoir 2 présente, creusée dans sa surface latérale cylindrique 3, une gorge 7 analogue à une gorge annulaire classique, mais qui s'étend seulement sur un demi-tour du poussoir 2, autrement dit entre deux points diamétralement opposés de la surface latérale 3. La gorge 7 est centrée sur l'axe central A du poussoir 2; autrement dit, la profondeur de cette gorge 7 25 est constante, sur toute sa longueur. Dans le poussoir 2 est aussi ménagée une fente diamétrale 8, qui s'étend dans un plan P contenant l'axe central A du poussoir 2, le plan P passant aussi par les deux points extrêmes, diamétralement opposés, de la gorge 7. Dans l'exemple ici considéré, le plan P de la fente 8 s'étend 30 perpendiculairement à l'axe B de la crémaillère 6, c'est-à-dire que la fente 8 débouche sur les flancs de la partie de profil concave (face 4) du poussoir 2. Un joint annulaire 9 élastiquement déformable, qui à l'état libre peut se présenter comme un joint torique, est mis en place dans la gorge 7 et dans la fente 8, la forme prise par le joint 9 s'apparentant ainsi à la lettre "D" comme 35 le montre le dessin. Il en résulte que le joint 9, mis en place, fait saillie sur un seul côté du poussoir 2, à savoir le côté de la gorge 7, et est inexistant sur le côté du poussoir 2 opposé à la gorge 7. Lorsque le poussoir 2 est monté dans la partie tubulaire 5a du carter 5, la partie extérieure du joint 9 est maintenue dans la gorge 7, qui est 5 appliquée contre la paroi intérieure 5b de cette partie tubulaire 5a. Par effet de réaction, le poussoir 2 est pressé contre la paroi intérieure 5b, à l'opposé de la zone d'application du joint 9 contre la même paroi 5b. Le jeu radial du poussoir 2 se trouve ainsi rattrapé, de façon permanente, ce qui évite les bruits et les vibrations qui sont la conséquence habituelle de ce jeu. De plus, par suite de l'application du joint 9 contre la paroi 5b, le déplacement du poussoir 2 suivant son axe A se trouve plus ou moins freiné, ce qui réduit aussi les bruits pouvant être engendrés par un tel mouvement axial. La figure 4 illustre une autre forme de réalisation du poussoir 2, 15 dans laquelle la fente diamètrale 8' est ménagée suivant un plan P' qui s'étend parallèlement à l'axe B de la crémaillère 6, c'est-à-dire que cette fente 8' débouche au fond de la partie de profil concave (face 4) du poussoir 2. Bien entendu, la position de la gorge 7' à la périphérie du poussoir 2 est déterminée ici en correspondance avec l'orientation de la fente 8'. Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce poussoir avec rattrapage du jeu radial pour direction à crémaillère qui ont été décrites ci-dessus, à titres 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 25 pas du cadre de l'invention: - en réalisant le joint annulaire en toute matière appropriée, c'est- àdire permettant audit joint d'être monté dans la gorge et la fente, et de remplir sa fonction; en réalisant la gorge sur une étendue plus ou moins importante 30 de la circonférence du poussoir, même sur un tour compelt du poussoir, du moment que le joint n'occupe qu'une fraction de la longueur de cette gorge, puisqu'il traverse la fente qui intersecte la gorge; - en ménageant la fente dans un plan formant un certain angle, relativement faible, par rapport à l'axe du poussoir; - en appliquant le même dispositif au rattrapage du jeu radial pour des poussoirs de toute configuration, pleine ou creuse, logés soit dans une partie du carter principal de la direction, soit dans un carter auxiliaire fixé rigidement au carter principal, à ces poussoirs pouvant être associés des moyens à ressort de tout type; - en destinant ce dispositif à toutes directions à crémaillère, qu'il s'agisse de directions manuelles ou de directions assistées. REVENDICATIONS 1. Poussoir avec rattrapage de jeu radial pour direction à crémaillère de véhicule automobile, le poussoir(2) étant monté coulissant, 5 suivant un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de coulissement (B) de la crémaillère, dans une partie de carter (5a) ou dans un carter auxiliaire avec paroi intérieure cylindrique (5b), et ce poussoir (2) étant sollicité élastiquement, de manière à s'appuyer sur le dos (6a) de la crémaillère (6), par une partie terminale de profil concave (4), à l'opposé du pignon de direction, caractérisé 10 en ce qu'il possède sur sa surface latérale (3) une gorge (7,7') centrée sur l'axe (A) du poussoir (2), gorge (7,7') qui s'étend sur au moins une fraction de la circonférence du poussoir (2), et qui intersecte une fente (8,8') du poussoir (2), s'étendant dans un plan sensiblement parallèle à l'axe (A), ou contenant cet axe (A), tandis qu'un joint annulaire (9) élastiquement déformable est mis en 15 place dans la gorge (7,7'), le joint (9) passant aussi dans la fente (8,8'), de sorte que ce joint (9) fasse saillie sur un seul côté du poussoir (2). 2. Poussoir selon la revendication 1, caractérisé en ce la gorge (7,7') centrée sur l'axe (A) du poussoir (2) s'étend sur sensiblement un demitour du poussoir (2), tandis que la fente (8,8') possède une direction 20 diamétrale, c'est-à-dire qu'elle s'étend dans un plan P, P' contenant l'axe (A) du poussoir (2), cette fente (8,8') réunissant les deux extrémités de la gorge (7,7'), le joint (9) occupant toute la longueur de la garge (7,7'). 3. Poussoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fente (8') est ménagée suivant un plan (D') parallèle à l'axe (B) de la 25 crémaillère (6), c'est-à-dire que cette fente (8') débouche au fond de la partie de profil concave (4) du poussoir (2). 4. Poussoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que la fente (8') est ménagée suivant un plan (P) perpendiculaire à l'axe (D) de la crémaillère (6), c'est-à-dire que cette fente (8) débouche sur les flancs de la 30 partie de profil concave (4) du poussoir (2). 5. Poussoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que la gorge (7) centrée sur l'axe (A) du poussoir (2) s'étend sur un tour complet du poussoir (2), tandis que la fente (8) possède une direction diamétrale et réunit deux points diamétralement opposés de la gorge (7), le joint (9) n'occupant 35 qu'une moitié de la longueur totale de la gorge (7), entre les deux points précités.