Brevet FR2859516A1 — publié le 20050311

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, pour ce type de directions, au dispositif désigné comme "ligne poussoir", dont la fonction est de maintenir la crémaillère en contact d'engrènement 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 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 ou composite. 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" ou simplement "poussoir", qui permet de renforcer et de contrôler le contact de la crémaillère avec le pignon de direction en compensant les jeux et les défauts d'engrènement. Le poussoir assure aussi le guidage de la crémaillère: en fonctionnement normal, la crémaillère coulisse dans un sens ou dans l'autre dans une partie de profil concave, aménagée à cet effet à une extrémité de poussoir. Des exemples de lignes poussoir connues sont donnés dans les demandes de brevets européens n 0 758 605 et n 0 860 345, ou dans la 30 demande de brevet français n 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, avec extrémité de forme 35 adaptée au contact avec la crémaillère, qui est guidé en coulissement dans une partie tubulaire du carter de direction, suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal de la crémaillère; éventuellement une rondelle d'appui métallique, pressée contre le poussoir, du côté opposé à la crémaillère; des moyens à ressort, sous la forme d'un ressort hélicoïdal 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 de réglage guidée par son filetage dans la partie tubulaire de carter précitée, cet organe assurant une compression des moyens à ressort, tout en permettant un réglage de la compression. Comme on le comprend aisément, tous ces composants doivent être fabriqués séparément, puis montés les uns après les autres dans la partie tubulaire de carter qui est prévue pour les loger et les guider, aucun pré-montage n'étant actuellement possible. Il en résulte que les opérations de fabrication et notamment de montage de la ligne poussoir restent longues et coûteuses, du fait qu'elles nécessitent une succession de tâches à effectuer manuellement, chez le constructeur de directions. La présente invention vise à éviter ces inconvénients, en fournissant une conception de poussoir permettant son pré-assemblage, et facilitant ainsi son montage dans le carter, de manière à permettre une réduction du coût de montage. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble poussoir pour direction à crémaillère de véhicule automobile, l'ensemble étant composé d'un poussoir proprement dit, avec partie terminale de forme adaptée au contact avec la crémaillère, qui est monté coulissant dans une partie tubulaire du carter de direction, de moyens à ressort transmettant un effort axial au poussoir, et d'un organe de réglage, en particulier une vis de réglage liée par son filetage à la partie tubulaire de carter, cet organe de réglage assurant une compression contrôlée des moyens à ressort, ledit ensemble poussoir étant essentiellement caractérisé par le fait que les moyens à ressort sont pré-assemblés d'une part au poussoir proprement dit, et d'autre part à l'organe de réglage, tel que vis de réglage, de manière à constituer un ensemble poussoir pré-assemblé. Dans la mesure où les moyens à ressort sont constitués par un ressort hélicoïdal, interposé entre le poussoir proprement dit et l'organe de réglage, tel que vis de réglage, l'invention prévoit, de façon avantageuse, qu'une extrémité du ressort hélicoïdal est pré-assemblée au poussoir proprement dit par montage avec serrage autour d'un pion central dudit poussoir. Avantageusement, l'autre extrémité du ressort hélicoïdal est préassemblée à l'organe de réglage, tel que vis de réglage, par montage avec serrage sur une rondelle de friction, elle-même liée par encliquetage à l'organe de réglage. Il s'agit ici en particulier d'une rondelle de friction en matière synthétique, engagée sur une partie tronconique, pourvue d'ergots d'encliquetage, de l'organe de réglage tel que vis de réglage. Ainsi, l'invention fournit un ensemble poussoir qui peut être préassemblé, éventuellement à l'extérieur des locaux du constructeur de directions, et en particulier chez le fournisseur du poussoir et/ou de la vis de réglage, et qui peut ensuite être monté comme un composant unique dans la partie tubulaire du carter, avec possibilité d'un montage automatisé, ce qui procure une réduction du coût de montage. Cependant, la rondelle de friction encliquetée sur l'organe de réglage, en particulier la vis de réglage, permet une éventuelle séparation du poussoir et de cette vis de réglage, au moment du montage dans le carter. Réalisée en matière synthétique, la rondelle de friction assure aussi une liaison aisée, par encliquetage, avec une vis de réglage en matière plus rigide, en particulier une vis en métal ou en alliage métallique. L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique représentant, à titre d'exemple, une forme de réalisation de cet ensemble poussoir pour direction à crémaillère de véhicule automobile: L'unique figure du dessin est une vue en coupe passant par l'axe central de l'ensemble poussoir, désigné globalement par le repère 1; L'ensemble poussoir 1, représenté sur cette figure, est logé (en position montée) dans une partie tubulaire 2 du carter de direction, et son rôle est d'exercer un effort contrôlé sur le dos de la crémaillère 3, laquelle est mobile en coulissement suivant son propre axe longitudinal B. L'ensemble poussoir est monté suivant un axe A sensiblement perpendiculaire à l'axe B de la crémaillère 3, l'axe A étant aussi celui de la partie tubulaire 2 du carter de direction. Cet ensemble poussoir 1 se compose, principalement, d'un poussoir 4 proprement dit, d'un ressort hélicoïdal 5 et d'une vis de réglage 6. Le poussoir 4, de forme générale cylindrique, est prévu pour coulisser suivant l'axe A dans la partie tubulaire 2 du carter de direction. Une partie terminale du poussoir 4 est adaptée au dos de la crémaillère 3, c'est-à-dire qu'elle présente une concavité tournée vers la crémaillère 3. Dans l'exemple illustré au dessin, cette partie terminale reçoit un patin rapporté 7, par l'intermédiaire duquel elle s'applique contre le dos de la crémaillère 3. A l'opposé de sa partie terminale concave, le poussoir 4 comporte un pion central 8, orienté suivant l'axe A. Le ressort hélicoïdal 5 possède une première extrémité 9 qui est montée, avec serrage, autour du pion central 8 du poussoir 4. La vis de réglage 6 possède, sur sa face terminale tournée vers le poussoir 4, une partie intérieurement tronconique 10, pourvue d'ergots d'encliquetage 11 dirigés vers l'extérieur. Une rondelle de friction 12, en matière synthétique, est engagée sur la partie tronconique 10, et retenue par encliquetage sur les ergots 11. La seconde extrémité 13 du ressort hélicoïdal 5 est montée, avec serrage, sur la rondelle de friction 12. La vis de réglage 6 possède aussi un trou central 14, obturé par un bouchon amovible 15, dont le retrait permet de mesurer la distance entre la vis de réglage 6 et le poussoir 4. Enfin, la vis de réglage 6 comporte à sa périphérie un épaulement annulaire, qui reçoit un joint torique 16, pouvant aussi être surmoulé. Les composants précédemment décrits, une fois réunis, constituent un ensemble poussoir 1, pré-assemblé, pouvant être facilement monté dans la partie tubulaire 2 du carter de direction, de manière à amener le patin 7 du poussoir 4 en appui contre le dos de la crémaillère 3. La position axiale réglée de la vis 6 assure une compression plus ou moins forte du ressort 5, qui transmet ainsi un effort axial F contrôlé au poussoir 4. Le joint torique 16 garantit l'étanchéité entre la vis de réglage 6 et la partie tubulaire 2 du carter de direction. La rondelle de friction 12, encliquetée sur la vis de réglage 6, permet lors du montage une séparation temporaire du poussoir 4 et de cette vis de réglage 6. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cet ensemble poussoir pour direction à crémaillère qui a été décrite ci-dessous, à titre d'exemple; 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 les formes de détail des composants de l'ensemble poussoir, en particulier du poussoir et de la vis de réglage, tout en conservant le principe d'un pré-assemblage de ces composants; en réalisant le poussoir et la vis de réglage en toutes matières appropriées; en ayant recours à tous moyens équivalents, notamment en remplaçant la vis de réglage par tout autre organe de réglage; en destinant l'invention à des directions à crémaillère de tout type, en particulier de directions manuelles ou des 20 directions assistées. REVENDICATIONS 1. Ensemble poussoir pour direction à crémaillère de véhicule automobile, l'ensemble étant composé d'un poussoir (4) proprement dit, avec partie terminale (7) de forme adaptée au contact avec la crémaillère (3), qui est monté coulissant dans une partie tubulaire (2) du carter de direction, de moyens à ressort (5) transmettant un effort axial (F) au poussoir (4), et d'un organe de réglage, en particulier une vis de réglage (6) liée par son filetage à la partie tubulaire (2) de carter, cet organe de réglage assurant une compression contrôlée des moyens à ressort (5), caractérisé en ce que les moyens à ressort (5) sont préassemblés d'une part au poussoir (4) proprement dit, et d'autre part à l'organe de réglage, tel que vis de réglage (6), de manière à constituer un ensemble poussoir (1) pré-assemblé. 2. Ensemble poussoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens à ressort sont constitués par un ressort hélicoïdal (5), interposé entre le poussoir (4) proprement dit et l'organe de réglage, tel que vis de réglage (6), et en ce qu'une extrémité (9) du ressort hélicoïdal (5) est pré-assemblée au poussoir (4) proprement dit par montage avec serrage autour d'un pion central (8) dudit poussoir (4). 3. Ensemble poussoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'autre extrémité (13) du ressort hélicoïdal (5) est pré-assemblée à l'organe de réglage, tel que vis de réglage (6), par montage avec serrage sur une rondelle de friction (12), elle-même liée par encliquetage à l'organe de réglage (6). 4. Ensemble poussoir selon la revendication 3, caractérisé en ce que la rondelle de friction (12) est une rondelle en matière synthétique, engagée sur une partie tronconique (10), pourvue d'ergots d'encliquetage (11), de l'organe de réglage tel que vis de réglage (6).