Brevet FR2857718A1 — publié le 20050121

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 dispositif de rattrapage de jeu radial pour le poussoir. 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 sensiblement 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 25 direction. 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 techniques 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. Comme on le comprend aisément, cette solution connue nécessite 15 une fabrication spéciale du poussoir, avec une gorge excentrée, dont l'excentration doit être réalisée selon une position angulaire adaptée, position dont il faut aussi tenir compte lors du montage du poussoir. La présente invention vise à fournir un dispositif de rattrapage de jeu perfectionné, facilitant la fabrication et le montage du poussoir. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif de rattrapage de jeu radial pour poussoir de direction à crémaillère de véhicule automobile, le poussoir étant monté coulissant, suivant un axe sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal de coulissement de la crémaillère, dans une partie de carter ou dans un carter auxiliaire avec paroi intérieure cylindrique, et ce poussoir 25 étant sollicité élastiquement, de manière à s'appuyer sur le dos de la crémaillère, par une partie terminale de profil concave, à l'opposé du pignon de direction venant en prise avec la crémaillère, ce dispositif de rattrapage de jeu comprenant une gorge annulaire ménagée de façon excentrée dans la partie de carter ou dans le carter auxiliaire logeant le poussoir, la gorge annulaire 30 excentrée débouchant sur la paroi intérieure cylindrique de la partie de carter ou du carter auxiliaire, et un joint élastique annulaire, notamment torique étant placé dans cette gorge excentrée, le joint annulaire étant appliqué contre la surface latérale cylindrique du poussoir. Ainsi, I'idée à la base de l'invention consiste à ménager une gorge 35 annulaire excentrée dans la partie de carter ou dans le carter auxiliaire qui loge et guide le poussoir, la gorge excentrée recevant un joint annulaire qui, en raison de l'excentration de cette gorge, se trouve luimême excentré, de sorte qu'il s'applique élastiquement sur un côté du poussoir, et appuie le côté diamétralement opposé de ce poussoir contre la paroi intérieure cylindrique de la partie de carter ou du carter auxiliaire. Comme on le comprend aisément, 5 tout le dispositif de rattrapage de jeu est fixe et lié au carter, et le poussoir luimême ne nécessite aucun aménagement particulier. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la disposition excentrée de la gorge annulaire, sur la partie de carter ou sur le carter auxiliaire, est telle que le diamètre reliant le point le plus profond de la gorge à 10 son point le moins profond soit sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de la crémaillère. Avantageusement, au point le plus profond de la gorge annulaire excentrée, la profondeur de cette gorge est sensiblement égale au diamètre de la section du joint torique. Il est ainsi garanti un appui direct du poussoir contre 15 paroi intérieure cylindrique de la partie du carter ou du carter auxiliaire, sur la côté où le poussoir se trouve repoussé par le joint torique. 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 de réalisation de ce dispositif de rattrapage de jeu 20 radial pour direction à crémaillère: Figure 1 est une vue partielle en coupe d'une direction à crémaillère de véhicule automobile, dans la région comportant le poussoir et son dispositif de rattrapage de jeu radial; Figure 2 est une vue en coupe suivant II-II de figure 1, c'est-à- dire 25 au niveau de la gorge annulaire excentrée (le joint étant omis). La figure 2 représente partiellement une direction à crémaillère de véhicule automobile, recevant un poussoir 2. Cette figure montre le carter 3 logeant le pignon de direction (non représenté) et la crémaillère 4, dont la denture vient en prise avec le pignon de direction, ce dernier étant accouplé à 30 la colonne de direction. Le carter 3 de la direction possède une partie tubulaire 3a, ouverte vers l'extérieur, dont l'axe central A s'étend orthogonalement à l'axe longitudinal de coulissement B de la crémaillère 4. La partie tubulaire 3a possède une paroi intérieure 3b cylindrique. Le poussoir 2 est monté à l'intérieur de la partie tubulaire 3a du carter 3, et il est guidé en coulissement suivant l'axe A de cette partie tubulaire 3a. Une extrémité du poussoir 2 se présente comme une face 5 de profil général cocave, adaptée au dos 4a de la crémaillère 4. Un ressort 6 exerce une poussée sur le poussoir 2, dans la directiin de l'axe 1, pour appuyer la face terminale 5 de profil concave de ce poussoir 2 contre le dos 4a de la 5 crémaillère. Le ressort 6 est ici un ressort de compression hélicoïdal, en appui sur un bouchon fileté 7, vissé dans un taraudage formé vers l'entrée de la partie tubulaire 3a du carter 3. Le poussoir 2 possède une surface latérale cylindrique lisse 8, dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre de la paroi intérieure 3b 10 cylindrique de la partie tubulaire 3a du carter 3. Ainsi, le poussoir 2 possède, à l'origine, un jeu radial à l'intérieur de la partie tubulaire 3a. Le dispositif décrit ci-après, en se référant aussi à la figure 2, vise à rattraper le jeu radial du poussoir 2. Une gorge annulaire 9 est ménagée dans la partie tubulaire 3a du 15 carter 3, en regard de la surface latérale cylindirque 8 du poussoir 2. La gorge annulaire 9 est excentrée, c'est-à-dire que son centre est légèrement décalé, par rapport à l'axe central A de la partie tubulaire 3a du carter 3. Cette gorge annulaire 9 débouche sur la paroi intérieure 3b cylindrique de la partie tubulaire 3a et, compte tenu de son excentration, la profondeur de ladite gorge annulaire 20 9 est variable le long de sa circonférence. Plus particulièrement, comme le montre la figure 1, la gorge annulaie 9 possède un point P1 où la profindeur de cette gorge 9 est maximale (à gauche sur la figure 1), et un point P2 où la profondeur de la même gorge 9 est minimale (à droite sur la figure 1), ces deux points étant diamétralement 25 oppisés. Le diamètre qui relie les deux points P1 et P2 est parallèle à l'axe longitudinal B de la crémaillère 4. Dans la gorge annulaire 9 excentrée est mis en place un joint torique 10, en matière élastiquement déformable, qui possède ainsi une position de base elle aussi excentrée. Le diamètre de la section du joint torique 30 10, à l'état libre, est sensiblement égal à la profondeur maximale de la gorge annulaire 9 excentrée, c'est-à-dire sa profondeur au point P1. Lorsque le poussoir 2 est monté dans la partie tubulaie 3a du carter 3, le joint torique 10 s'applique contre la paroi latérale cylindrique 8 du poussoir 2. En particulier, du côté du point, P2 où la profondeur de la gorge annulaire 9 35 excentrée est minimale, le joint torique 10 est écrasé, et par effet de réaction ce joint torique 10 repousse le poussoir 2 vers le côté opposé, donc vers le point P1 où la profondeur de la gorge annulaire 9 excentrée est maximale. Le poussoir 2 est ainsi pressé contre la paroi intérieure cylindrique 3b de la partie tubulaire 3a du carter 3, dans la zone de la génératrice passant par le point P1. Le jeu radial du poussoir 2 se trouve ainsi rattrapé, de façon permanente, ce qui évite les bruits et vibrations qui sont la conséquence habituelle de ce jeu. De plus, par suite de l'application du joint torique 10 contre la surface latérale cylindrique 8 du poussoir 2, 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. Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif de rattrapage de jeu radial pour poussoir de direction à crémaillère qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemmle; 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 15 pas du cadre de l'invention: -en utilisant un joint non pas torique, mais d'une autre forme, toujours globalement annulaire; - en réalisant le joint annulaire en toute matière appropriée, c'est- àdire permettant audit joint d'être monté dans la gorge annulaire excentrée, et 20 de remplir sa fonction; - en appliquant le même dispositif au rattrapage de 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 25 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. Dispositif de rattrapage de jeu radial pour poussoir de direction à 5 crémaillère de véhicule automobile, le poussoir (2) étant monté coulissant, suivant un axe (A) sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal de coulissement (B) de la crémaillère (4), dans une partie de carter (3a) ou dans un carter auxiliaire avec paroi intérieure cylindrique (3b), et ce poussoir (2) étant sollicité élastiquement, de manière à s'appuyer sur le dos (4a) de la 10 crémaillère (4), par une partie terminale de profil concave (5), à l'opposé du pignon de direction venant en prise avec la crémaillère (4), caractérisé en ce qu'il comprend une gorge annulaire (9) ménagée de façon excentrée dans la partie de carter (3a) ou dans le carter auxiliaire logeant le poussoir (2), la gorge annulaire (9) excentrée débouchant sur la paroi intérieure cylindrique (3b) de la 15 partie de carter (3a) ou du carter auxiliaire, et un joint élastique annulaire (10), notamment torique, étant placé dans cette gorge annulaire (9) excentrée, le joint annulaire (10) étant appliqué contre la surface latérale cylindrique (8) du poussoir (2). 2. Dispositif de rattrapage de jeu radial selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que la disposition excentrée de la gorge annulaire (9), sur la partie de carter (3a) ou le carter auxiliaire, est telle que le diamètre reliant le point (P1) le plus profond de la gorge (9) à son point (P2) le moins profond soit sensiblement parallèle à l'axe longitudinal (B) de la crémaillère (4). 3. Dispositif de rattrapage de jeu radial selon la revendication 1 ou 25 2, caractérisé en ce qu'au point (P1) le plus profond de la gorge annulaire (9) excentrée, la profondeur de cette gorge (9) est sensiblement égale au diamètre de la section du joint torique (10).