Brevet FR2865987A1 — publié le 20050812

La présente invention concerne, de façon générale, les systèmes de direction mécanique à crémaillère pour véhicules automobiles. Elle se rapporte en particulier à la fonction de réglage de l'engrènement entre le pignon de direction et la crémaillère dans ce type de direction. Dans une direction mécanique à crémaillère de véhicule automobile, la rotation appliquée par le volant sur la colonne de direction se reporte sur le pignon de direction, lequel engrène avec la 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 en un matériau métallique ou en matière synthétique. Les efforts appliqués sur ces éléments lors de l'utilisation du 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 habituellement 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. Un exemple de ligne poussoir connue est donné dans le brevet français N 2 806 689 au nom du demandeur. Cette ligne poussoir comporte un poussoir guidé dans le carter de direction et appuyé sur la crémaillère, un obturateur inséré dans une partie tubulaire du carter, des moyens à ressort aptes à transmettre un effort axial au poussoir, et, pour assurer le réglage de cet effort axial transmis au poussoir, une rondelle de blocage déformable élastiquement, montée dans la partie tubulaire du carter recevant la ligne poussoir, la périphérie de la rondelle étant accrochée, par exemple par des ailettes inclinées ou par un bord circulaire incliné formant une arête vive, sur la paroi intérieure de la partie tubulaire du carter, dans une position axiale sélectionnée, plus ou moins enfoncée dans la partie tubulaire du carter. Cette solution fournit une ligne poussoir dans laquelle le nombre de composants est réduit, et dont le montage est simplifié, tout en permettant le réglage de l'effort transmis et en assurant l'étanchéité vis-à-vis de l'extérieur. Par rapport à une vis ou à un circlips tels que communément employés comme moyens de réglage de l'effort dans les lignes poussoir classiques, cette solution supprime l'opération d'usinage d'un filetage ou d'une gorge, le 2865987 2 montage de la rondelle de blocage se faisant sur une partie tubulaire de carter à paroi intérieure lisse. Il est néanmoins souhaitable d'améliorer l'accrochage de la périphérie de la rondelle de blocage sur la paroi intérieure de la partie tubulaire du carter. En outre, quand bien même l'inclinaison des ailettes périphériques ou du bord circulaire de la rondelle de blocage suffit à assurer leur accrochage dans le carter, il reste difficile d'ajuster la position axiale de la rondelle de blocage d'une manière optimale et d'obtenir ainsi un réglage "fin" de l'effort axial transmis au poussoir puis à la crémaillère. La présente invention vise à éviter ces inconvénients en proposant une ligne poussoir avec des moyens de réglage optimisé de l'effort axial transmis au poussoir, tout en préservant la simplicité de structure et de montage de l'ensemble précité. A cet effet, l'invention a pour objet une ligne poussoir pour direction mécanique à crémaillère de véhicules automobiles, comportant un poussoir guidé dans le carter de direction et appuyé sur la crémaillère, un obturateur inséré dans une partie tubulaire du carter, des moyens à ressort aptes à transmettre un effort axial au poussoir, et une rondelle de blocage déformable élastiquement, la rondelle étant accrochée par sa zone périphérique dans une position axiale sélectionnée sur la paroi intérieure de la partie tubulaire du carter, sur la zone périphérique de la rondelle de blocage étant ménagée au moins une encoche délimitant deux arêtes, dont une première arête vive de coupe à partir de laquelle l'inclinaison de la zone périphérique de la rondelle de blocage augmente progressivement jusqu'à une seconde arête de retrait, les extrémités des deux arêtes étant ainsi décalées axialement et se trouvant raccordées par un bord sensiblement hélicoïdal. L'invention est ainsi fondée sur l'emploi d'une rondelle élastique "à pas de vis" apte à créer le filetage du carter dans lequel elle se visse. L'arête de coupe, au niveau de laquelle le rayon de la rondelle est maximum, creuse un filetage sur la paroi intérieure de la partie tubulaire du carter recevant la ligne poussoir. L'encoche ménagée sur la zone périphérique de la rondelle permet de réaliser un décalage d'inclinaison qui constitue un pas de vis. Le filetage ainsi obtenu améliore l'accrochage de la rondelle de blocage tout en assurant un guidage très précis de son déplacement axial et donc un réglage très fin de l'effort axial transmis au poussoir par l'intermédiaire des moyens à ressort. La simplicité de construction et de montage de la ligne poussoir est préservée, car aucune opération de taraudage ou d'usinage d'un filetage ou d'une quelconque gorge n'est nécessaire, le montage de la rondelle de blocage se faisant toujours sur une partie tubulaire de carter à paroi intérieure initialement lisse. La rondelle de blocage est avantageusement liée en rotation avec l'obturateur, par exemple par des rivets fixés sur des pattes intérieures de la rondelle, des encoches ou tout autre moyen connu, l'obturateur comportant des moyens de manoeuvre, ce notamment pour le manipuler en rotation par rapport à l'axe de la partie tubulaire du carter. Il est alors possible d'optimiser le réglage de l'effort axial transmis au poussoir et à la crémaillère, en ajustant ainsi très finement la position de l'obturateur, et donc de la rondelle de blocage qui lui est solidaire, dans la partie tubulaire du carter recevant la ligne poussoir. L'assemblage reste simple et rapide puisqu'il suffit d'enfoncer l'obturateur à l'aide d'une presse puis de le faire tourner, à l'aide de moyens de manoeuvre tels qu'une empreinte, pour le déplacer axialement comme une vis dans son écrou. Selon un mode de réalisation de l'invention, la périphérie de la rondelle de blocage est constituée d'ailettes inclinées, et peut, de manière plus générale, avoir toute forme discontinue permettant d'améliorer la souplesse de la rondelle de blocage et d'assurer une meilleure fixation de celle-ci. La rondelle de blocage peut être réalisée en acier à ressort ou similaire, avec des caractéristiques mécaniques élevées qui lui confèrent cependant l'aptitude à une déformation élastique, lors de sa mise en place dans le carter. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemple des formes d'exécution de cette ligne poussoir pour direction à crémaillère, et sur lequel: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une ligne poussoir conforme à la présente invention; la figure 2 est une vue en perspective de la rondelle de blocage de cette ligne poussoir; la figure 3 est une vue de face de cette rondelle; - la figure 4 est une vue de dessus de la rondelle précédente; la figure 5 est une vue de dessus d'une rondelle de blocage comportant des ailettes sur sa périphérie. 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 4a vient en prise avec le pignon 3, accouplé à la colonne de direction (non représentée) Le carter de direction 2 possède une partie tubulaire 2a, ouverte vers l'extérieur, de paroi intérieure 2b cylindrique. L'axe central A de la partie tubulaire 2a s'étend de manière sensiblement orthogonale aux axes du pignon 3 et de la crémaillère 4. Les éléments de la ligne poussoir, décrits ci-après, sont logés à l'intérieur de la partie tubulaire 2a du carter 2. Ils comprennent un poussoir proprement dit 5, guidé en coulissement suivant l'axe A dans la partie tubulaire 2a. De forme adaptée au profil du dos de la crémaillère 4, le poussoir 5 vient ici en contact avec cette dernière par l'intermédiaire d'un patin d'appui 6. Un ressort à spires 9 exerce sur le poussoir 5 un effort axial F qui est transmis à la crémaillère 4 par l'intermédiaire du patin d'appui 6. Un obturateur 10 est inséré dans la partie tubulaire 2a du carter 2, il comporte extérieurement une empreinte 10a permettant sa manoeuvre. Une rondelle de blocage 8 est liée en rotation avec l'obturateur 10 par des rivets fixés sur des pattes intérieures 8a de la rondelle de blocage 8. Les pattes intérieures 8a sont dirigées vers le centre de la rondelle 8, et assurent à la fois sa fixation et son centrage. La rondelle de blocage 8 comporte une zone périphérique 8b de forme sensiblement tronconique et limité extérieurement par une arête vive sensiblement hélicoïdale. A l'état libre, la rondelle de blocage 8 possède un diamètre extérieur très sensiblement supérieur au diamètre de la paroi intérieure 2b de la partie tubulaire 2a du carter 2. La rondelle de blocage 8 peut ainsi être arc-boutée dans la partie tubulaire 2a, en s'accrochant dans la paroi intérieure 2b de ladite partie tubulaire 2a, le sens de montage de la rondelle de blocage 8 rendant le recul de celle- ci impossible. Le positionnement de l'obturateur 10, et donc de la rondelle de blocage 8 plus ou moins enfoncée dans la partie tubulaire 2a du carter 2, permet d'ajuster l'effort axial F transmis au poussoir 5, et donc l'effort de contact appliqué par la crémaillère 4 contre le pignon de direction 3. Les figures 2, 3 et 4 illustrent en détail la rondelle de blocage 8. Une encoche 11 est ménagée sur la zone périphérique 8b de la rondelle de blocage 8. L'encoche 11 délimite deux arêtes 11 a et 11 b. La première est une arête vive de coupe 11a à partir de laquelle l'inclinaison du bord périphérique 8b augmente progressivement jusqu'à la seconde arête de retrait 11 b. Au niveau de l'arête de coupe 11 a, le rayon de la rondelle de blocage 8 est maximum, de sorte que l'arête de coupe 11a peut creuser un filetage sur la paroi intérieure 2b de la partie tubulaire 2a du carter 2 recevant la ligne poussoir. Les extrémités des deux arêtes 11 a et 11 b étant ainsi décalées axialement et raccordées par un bord sensiblement hélicoïdal de la rondelle de blocage 8, l'encoche 11 permet de réaliser un décalage d'inclinaison sur la zone périphérique 8b de la rondelle de blocage 8, de manière à constituer un pas de vis et à donner à la rondelle 8 une forme légèrement en éventail. Le filetage ainsi réalisé sur la paroi intérieure 2b du carter 2, lorsque l'on fait tourner la rondelle 8, assure un guidage très précis du déplacement axial de la rondelle 8. La figure 5 illustre une variante de réalisation, dans laquelle la rondelle de blocage 8 comporte en périphérie des ailettes inclinées 8c. Cette forme discontinue de sa zone périphérique permet d'améliorer la souplesse de la rondelle de blocage 8 et d'assurer une meilleure fixation de celle-ci. Une encoche 11 est ménagée sur l'une des ailettes inclinées 8c et délimite deux arêtes 11a et 11b, respectivement de coupe et de retrait. Comme précédemment, les ailettes inclinées 8c s'inscrivent dans une surface sensiblement tronconique dont l'inclinaison augmente progressivement depuis l'arête de coupe 11a jusqu'à l'arête de retrait 11b, les extrémités des deux arêtes 11 a et 11 b étant ainsi décalées axialement et raccordées par un bord sensiblement hélicoïdal de la rondelle de blocage 8. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ligne poussoir pour direction à 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. En particulier, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention: en incorporant la ligne poussoir précédemment décrite à une direction assistée, en destinant le même dispositif à une ligne poussoir avec poussoir de toute forme, matière ou constitution, en modifiant les détails de forme de la rondelle de blocage, en réalisant les moyens à ressort sous toute forme appropriée. REVENDICATIONS 1 - Ligne poussoir pour direction mécanique à crémaillère de véhicules automobiles, comportant un poussoir (5) guidé dans le carter de direction (2) et appuyé sur la crémaillère (4), un obturateur (10) inséré dans une partie tubulaire (2a) du carter (2), des moyens à ressort (9) aptes à transmettre un effort axial (F) au poussoir (5), et une rondelle de blocage (8) déformable élastiquement, apte à s'accrocher par sa périphérie (8b, 8c) dans une position axiale sélectionnée sur la paroi intérieure (2b) de la partie tubulaire (2a) du carter (2), caractérisée en ce que, sur une zone périphérique (8b, 8c) de la rondelle de blocage (8), est ménagée au moins une encoche (11) délimitant deux arêtes, dont une première arête vive de coupe (11a) à partir de laquelle l'inclinaison de la zone périphérique (8b, 8c) augmente progressivement jusqu'à une seconde arête de retrait (11 b), les extrémités des deux arêtes (11 a, 11 b) étant ainsi décalées axialement et se trouvant raccordées par un bord sensiblement hélicoïdal. 2 - Ligne poussoir selon la revendication 1, caractérisée en ce que la rondelle de blocage (8) est liée en rotation avec l'obturateur (10), par exemple par des rivets ou des encoches, l'obturateur (10) comportant des moyens de manoeuvre (10a). 3 - Ligne poussoir selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la périphérie de la rondelle de blocage (8) est constituée d'ailettes 25 inclinées (8c).