Brevet FR2849141A1 — publié le 20040625

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 d'un poussoir de direction à crémaillère. 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 suivant un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de coulissement 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, à l'opposé du pignon Grâce à un tel poussoir, les défauts d'engrènement de la crémaillère avec le pignon sont compensés, et ledit 25 poussoir assure également le guidage de la crémaillère. Le poussoir est monté coulissant dans une partie cylindrique correspondante du carter de direction, ou dans un carter auxiliaire Pour permettre le mouvement de coulissement du poussoir, en direction du dos de la crémaillère, un jeu radial doit être prévu entre la périphérie de ce poussoir, 30 d'une part, et la paroi intérieure cylindrique de la partie de carter correspondante 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. La présente invention vise à éviter ces inconvénients, c'est-à-dire à supprimer les effets gênants résultant du jeu radial du poussoir, qu'il s'agisse des bruits ou des vibrations, tout en assurant le fonctionnement correct du 10 poussoir vis-à-vis de la crémaillère. A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif de rattrapage de jeu radial d'un poussoir de direction à crémaillère, ce dispositif étant constitué essentiellement par des moyens à ressort montés sur le poussoir et agissant au niveau de la périphérie du poussoir, suivant un axe parallèle à l'axe 15 longitudinal de coulissement de la crémaillère, en repoussant le poussoir de façon à appliquer ce poussoir contre la paroi intérieure cylindrique de la partie de carter ou du carter logeant ledit poussoir, les moyens à ressort étant prévus de manière à exercer sur le poussoir un effort latéral supérieur à l'effort nécessaire pour faire coulisser la crémaillère sur le poussoir. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les moyens à ressort sont constitués par un élément élastique, logé au moins partiellement dans une encoche ou rainure creusée à la périphérie du poussoir. L'élément élastique est, par exemple, une pièce réalisée dans une matière de type élastomère Cette pièce peut posséder une forme générale 25 oblongue, de préférence avec un évidement central. L'invention fournit ainsi une solution technique simple, qui permet de rattraper le jeu adial du poussoir, en appliquant de façon permanente ce poussoir contre une génératrice de la paroi intérieure cylindrique de la partie de carter, ou du carter auxiliaire, dans lequel ledit poussoir est lui-même monté de 30 façon coulissante Compte tenu de la valeur de l'effort d'application du poussoir contre la paroi précitée, le poussoir n'est plus entraîné par la crémaillère lors du coulissement de celle-ci, de sorte que toute entrée en contact bruyante du poussoir contre ladite paroi est supprimée L'immobilisation radiale du poussoir, et l'effet d'amortissement créé par les moyens élastiques associés à 35 ce poussoir, évitant aussi la remontée de vibrations vers le volant de conduite. De toute façon, I'invention sera 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 rattrapage de jeu radial d'un poussoir de direction à crémaillère: Figure 1 est une vue partielle, en coupe, dans la région du poussoir, d'une direction à crémaillère avec dispositif de rattrapage de jeu radial conforme à la présente invention; Figure 2 est une vue en coupe, suivant 11-11 de figure 1; Figure 3 est une vue en perspective du poussoir seul, avec son 10 élément élastique. La figure 1 représente partiellement une direction à crémaillère de véhicule automobile, dont elle montre le carter 2 logeant le pignon de direction 3 et la crémaillère 4, dont la denture 4 a vient en prise avec le pignon 3, accouplé à la colonne de direction (non représentée). Le carter de direction 2 possède une partie tubulaire 2 a, ouverte vers l'extérieur, dont l'axe central A s'étend orthogonalement à l'axe de rotation B du pignon 3 et à l'axe longitudinal de coulissement C de la crémaillère 4 La partie tubulaire 2 a possède une paroi intérieure 2 b cylindrique, lisse. Les éléments de la "ligne poussoir", décrits ci-après, sont logés à l'intérieur de la partie tubulaire 2 a du carter 2. Ces éléments comprennent un poussoir proprement dit 5, guidé en coulissement suivant l'axe A dans la partie tubulaire 2 a De forme adaptée au profil du dos 4 b de la crémaillère 4, le poussoir 5 vient ici en contact avec cette 25 dernière directement, par sa partie terminale 5 a de conformation appropriée, à profil concave. La partie tubulaire 2 a du carter 2 est fermée par une vis de réglage 6, qui est vissée dans un taraudage de cette partie tubulaire 2 a. Un ressort hélicodal 7, ou autre élément élastique, est comprimé entre la vis 30 de réglage 6 et le poussoir 5, le ressort 7 étant logé partiellement dans un évidement central 8 du poussoir 5 La poussée du ressort 7 appuie la partie terminale 5 a du poussoir 5 contre le dos 4 b de la crémaillère 4. Le poussoir 5, représenté seul sur la figure 3, possède une surface latérale cylindrique 9, dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre 35 intérieur de la partie tubulaire 2 a du carter 2 Un jeu radial est ainsi présent, à l'origine, entre le poussoir 5 d'une part et la paroi intérieure 2 b de la partie tubulaire 2 a d'autre part. Selon l'invention, pour le rattrapage de ce jeu radial, le poussoir 5 est pourvu à la périphérie d'une encoche 10, qui est creusée dans la surface latérale cylindrique 9 et reçoit un élément élastique 11. Plus particulièrement, l'encoche 10 est ménagée de manière à placer l'élément élastique dans le plan défini par l'axe A de la partie tubulaire 2 a et par l'axe longitudinal de coulissement C de la crémaillère. Quant à l'élément élastique 11, il s'agit ici d'une pièce réalisée dans 10 une matière de type élastomère, cette pièce possédant une forme générale oblongue, et présentant un évidement central 1 la, voir figure 2. Lorsque le poussoir 5 est en place dans la partie tubulaire 2 a du carter 2, l'élément élastique 11 s'applique contre la paroi intérieure cylindrique 2 b de cette partie tubulaire 2 a, sur une génératrice de ladite 15 paroi 22 qui intersecte l'axe longitudinal de coulissement C de la crémaillère. Ainsi, l'élément élastique 11 est comprimé et il agit lui-même sur le poussoir 5, suivant un axe D parallèle à l'axe longitudinal de coulissement C de la crémaillère 4 Le poussoir 5 se trouve donc repoussé contre la paroi intérieure cylindrique 2 b de la partie tubulaire 2 a, suivant une génératrice de 20 ladite paroi qui est diamétralement opposée à l'élément élastique 11. Le dimensionnement de l'élément élastique 11, et son matériau constitutif, sont tels que l'effort radial F exercé sur le poussoir 5 par cet élément élastique 11 est supérieur à l'effort nécessaire pour faire coulisser la crémaillère 4 sur la partie terminale 5 a du poussoir 5 Ainsi, ce poussoir 5 reste 25 appliqué en permanence contre la paroi 2 b; il ne "suit" par les déplacements en sens alternés de la crémaillère 4. Le dispositif objet de l'invention assure donc, de cette manière, un rattrapage permanent du jeu radial du poussoir 5, évitant les bruits et les vibrations qui sont habituellement la conséquence de ce jeu radial. De plus, par suite de l'application de l'élément élastique 11 contre la paroi 2 b, le déplacement du poussoir 5 suivant l'axe A se trouve plus ou moins freiné, ce qui réduit aussi les bruits pouvant être engendrés par un tel mouvement. Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas à la seule forme 35 d'exécution de ce dispositif de rattrapage de jeu radial d'un poussoir de direction à crémaillère 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 remplaçant la pièce en élastomère par tous moyens à ressort équivalents, réalisés en toutes matières 5 appropriées, agissant dans la même zone du poussoir pour produire le même effet; en appliquant le dispositif à des poussoirs de toutes configurations, logés soit dans une partie du carter principal de la direction, soit dans un carter auxiliaire fixé 10 rigidement au carter principal; en modifiant la structure de la ligne poussoir, pour ce qui est des éléments autres que le poussoir proprement dit, par exemple en remplaçant le ressort hélicodal par des moyens élastiques de tout type, ou en remplaçant la vis de 15 réglage par un moyen de réglage quelconque; 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 d'un poussoir de direction à crémaillère de véhicule automobile, le poussoir ( 5) étant monté coulissant, 5 suivant un axe (A) perpendiculaire à l'axe longitudinal de coulissement (C) de la crémaillère ( 4), dans une partie de carter ( 2 a) ou dans un carter avec paroi intérieure cylindrique ( 2 b), et ce poussoir ( 5) étant appuyé élastiquement, par une partie terminale ( 5 a), sur le dos ( 4 b) de la crémaillère ( 4), caractérisé en ce qu'il est constitué par des moyens à ressort ( 11) montés sur le 10 poussoir ( 5) et agissant au niveau de la périphérie ( 9) du poussoir ( 5), suivant un axe (D) parallèle à l'axe longitudinal de coulissement (C) de la crémaillère ( 4), en repoussant le poussoir( 5) de façon à appliquer ce poussoir ( 5) contre la paroi intérieure cylindrique ( 2 b) de la partie de carter ( 2 a) ou du carter logeant ledit poussoir ( 5), les moyens à ressort ( 11) étant prévus 15 de manière à exercer sur le poussoir ( 5) un effort (F) supérieur à l'effort nécessaire pour faire coulisser la crémaillère ( 4) sur le poussoir ( 5). 2 Dispositif de rattrapage de jeu radial selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens à ressort sont constitués par un élément 20 élastique ( 11), logé au moins partiellement dans une encoche ( 10) ou une rainure creusée à la périphérie ( 9) du poussoir ( 5). 3 Dispositif de rattrapage de jeu radial selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément élastique est une pièce ( 11) réalisée dans une 25 matière de type élastomère. 4 Dispositif de rattrapage de jeu radial selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite pièce ( 11) possède une forme générale oblongue, de préférence avec un évidement central ( 1 la).