Brevet FR2851540A1 — publié le 20040827

I La présente invention concerne, de façon générale, les systèmes de direction pour véhicules automobiles. Elle se rapporte, plus particulièrement, aux directions mécaniques à crémaillère et encore plus précisément, dans ce 5 type de directions, à l'élément désigné comme "poussoir", dont la fonction est de maintenir la crémaillère en contact avec le pignon de direction. Dans une direction mécanique à crémaillère de véhicule automobile, la rotation appliquée par le volant de conduite sur la colonne de direction se reporte sur le pignon de direction, lequel engrène avec la 10 crémaillère pour convertir la rotation de la colonne de direction en une translation latérale. Le dispositif pignon-crémaillère est monté dans un ensemble carter, réalisé dans un matériau métallique ou dans une matière synthétique. Les efforts appliqués sur ces éléments lors de l'utilisation du 15 véhicule, conjugués aux imprécisions d'usinage, conduisent à des déformations élastiques, notamment de la crémaillère, qui induisent des conditions fonctionnelles rédhibitoires. Pour assurer une transmission régulière, précise et silencieuse au mécanisme de direction, afin d'obtenir un fonctionnement satisfaisant, il est 20 prévu un dispositif d'appui permanent, appelé "ligne poussoir", qui permet de renforcer et de contrôler le contact de la crémaillère avec le pignon de direction en compensant les jeux. Des exemples de lignes poussoir connues sont donnés dans les demandes de brevets européens no0 758 605 et n0 0 860 345, ou dans la demande de brevet français n0 2 663 284. Pour assurer sa fonction d'appui de la crémaillère sur le pignon, avec un effort contrôlé, la ligne poussoir se compose habituellement des éléments suivants: - un poussoir proprement dit, de forme adaptée au contact avec la crémaillère, qui est guidé dans le carter ou est 30 réalisé d'une seule pièce avec ce dernier, le poussoir étant réalisé en un seul matériau ou en plusieurs matériaux, métallique(s) ou synthétique(s); - éventuellement une rondelle d'appui métallique, pressée contre le poussoir, du côté opposé à la crémaillère; 35 - des moyens à ressort, sous la forme d'un ressort à spires et/ou de rondelles-ressort calibrées, qui transmettent un effort axial au poussoir, directement ou par l'intermédiaire de la rondelle d'appui; -un organe de réglage, en particulier une vis guidée par son filetage dans le carter, assurant une compression des 5 moyens à ressort, tout en permettant un réglage de cette compression. Dans un système de direction habituel, pourvu d'une telle ligne poussoir, il existe un effort de frottement important entre la crémaillère et le poussoir, résultant de la surface de contact importante entre ces deux pièces. 1 0 L'aire de cette surface de contact a une influence non négligeable sur l'effort nécessaire pour le coulissement de la crémaillère. La présente invention a pour but de réduire cette surface de contact entre le poussoir et la crémaillère, afin de diminuer les efforts de frottement et de coulissement, tout en conservant la fonction du poussoir, 1 5 par une solution techniquement simple. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un poussoir pour direction à crémaillère de véhicule automobile, le poussoir possédant une face de profil général concave, adaptée au dos de la crémaillère, et ce poussoir étant caractérisé par le fait que ladite face de profil général concave est 20 pourvue de portées séparées par des évidements, de manière à former une surface de contact réduite entre le poussoir et la crémaillère. Les portées formées sur la face de profil général concave du poussoir sont, de préférence, conformées en nervures parallèles, séparées par des évidements allongés, du genre rainures. Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les portées en forme de nervures parallèles sont de forme arrondie et s'étendent, sur la face de profil général concave du poussoir, dans des plans transversaux à la direction de déplacement de la crémaillère. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les portées 30 en forme de nervures parallèles sont rectilignes et s'étendent, sur la face de profil général concave du poussoir, dans une direction parallèle à la direction de déplacement de la crémaillère. Dans tous les cas, ces nervures constituent des portées réduites, pratiquement linéaires, qui permettent d'obtenir des contacts davantage 35 linéaires que surfaciques, entre le poussoir et le dos de la crémaillère. De préférence, lesdites nervures sont formées en relief, par rapport à une surface de base ou "semelle", de manière à limiter effectivement la zone de contact à ces nervures en évitant tout contact entre la crémaillère et la semelle, et à compenser l'usure due au frottement avec la crémaillère. Avantageusement, les évidements présents entre les portées, en particulier les rainures situées entre les nervures précitées, constituent au moins en partie des réserves de graisse. Lesdites rainures sont, de préférence, subdivisées par des cloisons transversales, de hauteur inférieure à celle des nervures, de manière à délimiter des cavités multiples, constituant autant de 10 petites réserves de graisse. En particulier, les cloisons transversales qui séparent les cavités remplies de graisse se situent à une hauteur qui est la même que celle de la semelle, donc est inférieure à celle des nervures. La présence des réserves de graisse contribue à la réduction des efforts de frottement et de coulissement. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence du dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques formes de réalisation de ce poussoir pour direction à crémaillère de véhicule automobile: Figure 1 est une vue en perspective d'un poussoir conforme à la 20 présente invention, dans un premier mode de réalisation; Figure 2 est une vue en coupe du poussoir de figure 1, avec indication sommaire de la crémaillère; Figure 3 est une autre vue en coupe de ce poussoir, suivant la ligne 111111 de figure 2; Figure 4 est une vue en perpective d'un poussoir conforme à la présente invention, dans un second mode de réalisation; Figure 5 est une vue en coupe du poussoir de figure 4, avec indication sommaire de la crémaillère; Figure 6 est une autre vue en coupe de ce poussoir, suivant la 30 ligne VI-VI de figure 5. Les figures montrent très partiellement une direction à crémaillère de véhicule automobile, avec son carter 2 logeant la crémaillère 3, dont la direction de déplacement est indiquée par un axe D. Un poussoir 4, guidé en coulissement dans le carter 2 suivant un axe A perpendiculaire à l'axe D, 35 est pressé selon la flèche F (par des moyens à ressort non représentés) contre le dos de la crémaillère 3. Comme le montrent notamment les figures 1 et 4, le poussoir 4 possède une face latérale cylindrique 5, par laquelle il est guidé dans le carter 2, et une face de profil général concave 6, adaptée au dos de la crémaillère 3, et coopérant avec cette dernière. La présente invention s'intéresse, plus particulièrement, à la structure de la face de profil concave 6. Dans un premier mode de réalisation du poussoir 4, représenté sur les figures 1 à 3, la face de profil général concave 6, en particulier de profil semi-circulaire, possède une surface de base ou "semelle" 7, sur laquelle s'élèvent des nervures parallèles 8. Ces nervures 8, de forme arrondie notamment en demi-cercle, s'étendant dans des plans, tels que le plan P 10 indiqué pour l'une d'elles sur la figure 2, qui sont perpendiculaires à la direction de déplacement D de la crémaillère 3. Les différentes nervures arrondies 8 sont séparées les unes des autres par des rainures 9, elles aussi de forme arrondie et situées dans des plans perpendiculaires à la direction de déplacement D de la crémaillère 3. 1 5 Comme le montrent plus particulièrement les figures 1 et 3, des cloisons 10 sont formées transversalement aux nervures 9, donc parallèlement à la direction de déplacement D de la crémaillère 3. Les cloisons 10 s'élèvent, par rapport au fond des rainures 9, à une hauteur h moindre que la hauteur H des nervures 8. En particulier, la hauteur h de ces 20 cloisons 10 peut être la même que celle de la semelle 7 précédemment mentionnée. Comme le montre encore plus particulièrement la figure 1, l'ensemble des nervures 8 et des cloisons 10 délimite une multitude de petites cavités 11, disposées selon un quadrillage, qui constituent autant de réserves 25 de graisse. Lorsque le poussoir 4 est monté, sa surface de contact avec le dos de la crémaillère 3 est discontinue et se limite aux sommets des nervures arrondies 8, si bien que cette surface est notablement réduite (en comparaison avec une surface continue). De plus, les réserves de graisse retenues par les 30 cavités 11 améliorent le glissement du poussoir 4 relativement à la crémaillère 3. Les efforts de frottement et de coulissement sont ainsi diminués de manière sensible. Dans un second mode de réalisation du poussoir 4, représenté sur les figures 4 à 6, la face de profil général concave 6, en particulier de profil 35 semi-circulaire, possède encore une surface de base ou "semelle" 7, sur laquelle s'élèvent ici des nervures parallèles 12 de forme rectiligne, qui s'étendent parallèlement à la direction de déplacement D de la crémaillère 3. Les différentes nervures rectilignes 12 sont séparées les unes des autres par des rainures 13, elles aussi de forme rectiligne et parallèles à la direction de déplacement D de la crémaillère 3. Comme le montre plus particulièrement la figure 4, des cloisons 14 sont formées transversalement aux nervures 12, c'est-à-dire dans le cas présent dans les plans perpendiculaires à la direction de déplacement D de la crémaillère 3. Les cloisons 14 ici de forme arrondie s'élèvent, par rapport au fond des rainures 13, à une hauteur h moindre que la hauteur H des 10 nervures 12. En particulier, la hauteur h desdites cloisons 14 peut être la même que celle de la semelle 7. L'ensemble des nervures 12 et des cloisons 14 délimite, ici encore, une multitude de petites cavités 15, disposées en quadrillage, qui constituent autant de réserves de graisse. Lorsque le poussoir 4 est monté, sa surface de contact avec le dos de la crémaillère 3 se limite aux sommets des nervures rectilignes 12, si bien que l'on obtient une surface de contact réduite qui diminue sensiblement les efforts de frottement et de coulissement, avec un effet encore amplifié par les réserves de graisse retenues dans les cavités 15. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce poussoir pour direction crémaillère qui ont été décrites ci-dessus, à titre 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 pas du cadre de l'invention: - en modifiant le nombre et la disposition des nervures ou portées équivalentes; - en appliquant l'invention à des poussoirs de toutes formes, et en toutes matières; - en destinant ces poussoirs à des directions à crémaillère 30 de tout type, en particulier des directions manuelles ou des directions assistées. REVENDICATIONS 1. Poussoir pour direction à crémaillère de véhicule automobile, le poussoir (4) possédant une face (6) de profil général concave, adaptée au 5 dos de la crémaillère (3), caractérisé en ce que ladite face (6) de profil général concave est pourvue de portées (8; 12) séparées par des évidements (9; 13), de manière à former une surface de contact réduite entre le poussoir (4) et la crémaillère (3). 2. Poussoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que les portées, formées sur la face (6) de profil général concave du poussoir (4), sont conformées en nervures parallèles (8; 12), séparées par des évidements allongés, du genre rainures (9; 13). 3. Poussoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que les portées en forme de nervures parallèles (8; 12) sont de forme arrondie et s'étendent, sur la face (6) de profil général concave du poussoir (4), dans des plans (P) transversaux à la direction de déplacement (D) de la crémaillère (3). 4. Poussoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que les portées en forme de nervures parallèles (12) sont rectilignes et s'étendent, sur la face (6) de profil général concave du poussoir (4), dans une direction parallèle à la direction de déplacement (D) de la crémaillère (3). 5. Poussoir selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que lesdites nervures (8; 12) sont formées en relief, par rapport à une surface de base ou "semelle" (7). 6. Poussoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 30 caractérisé en ce que les évidements présents entre les portées, en particulier les rainures (9; 13) situées entre les nervures (8; 12) précitées, constituent au moins en partie des réserves de graisse (11; 15) . 7. Poussoir selon l'ensemble des revendications 2 et 6, caractérisé 35 en ce que lesdites rainures (9; 13) sont subdivisées par des cloisons transversales (10; 14), de hauteur(h) inférieure à celle (H) des nervures (8; 12), de manière à délimiter des cavités multiples (11; 15), constituant autant de petites réserves de graisse. 8. Poussoir selon l'ensemble des revendications 5 et 7, caractérisé 5 en ce que les cloisons transversales (10; 14), qui séparent les cavités (1 1; 15) remplies de graisse, se situent à une hauteur (h) qui est la même que celle de la "semelle" (7), donc inférieure à celle des nervures (8; 12).