Brevet FR2962508A1 — publié le 20120113

La présente invention se rapporte, d'une manière générale, aux systèmes de direction des véhicules automobiles, qui sont habituellement des directions à crémaillère. Plus particulièrement, cette invention concerne un dispositif de poussoir, plus simplement désigné aussi dans la suite comme « poussoir », qui est destiné à une direction à crémaillère de véhicule automobile. Dans la plupart des systèmes de direction actuels des véhicules automobiles, un pignon de direction est lié en rotation avec une colonne de direction, manoeuvrée à l'aide du volant de conduite du véhicule, le pignon étant en prise avec une crémaillère qui est montée coulissante suivant sa direction longitudinale dans un carter de direction. Les deux extrémités de la crémaillère, extérieures au carter, sont accouplées respectivement à deux biellettes de direction, qui sont elles-mêmes associées respectivement aux roues directrices gauche et droite du véhicule. Ainsi, la rotation du volant dans un sens ou dans l'autre, transmise par la colonne de direction jusqu'au pignon, est convertie en une translation correspondante de la crémaillère qui, par l'intermédiaire des biellettes, provoque l'orientation des roues directrices pour un braquage à droite ou pour un braquage à gauche. Le système de direction peut encore comprendre un dispositif d'assistance, notamment hydraulique ou électrique, qui amplifie l'effort manuel exercé par le conducteur du véhicule sur le volant, l'assistance pouvant s'exercer sur la colonne de direction ou sur le pignon de direction, ou encore directement sur la crémaillère par un second pignon par exemple. Dans un tel système de direction, le mécanisme pignon- crémaillère, lié au train de roulement avant du véhicule par l'intermédiaire des biellettes, est soumis à des remontées d'efforts, à des chocs et à des vibrations, suivant l'état de la chaussée parcourue par le véhicule. En raison de l'angle formé par les biellettes avec la crémaillère, il peut alors se produire un effort sur la crémaillère, qui risque de l'écarter du pignon de direction et, éventuellement, du second pignon appartenant au dispositif d'assistance. Dans ces conditions, pour maintenir en permanence un bon contact entre la crémaillère et le ou les pignons associés à celle-ci, il est habituellement prévu un organe mécanique désigné comme « poussoir », lequel agit élastiquement sur le dos de la crémaillère à l'opposé du pignon considéré, de manière à presser fortement la denture de cette crémaillère contre le pignon. Ainsi, le poussoir limite le jeu entre les dentures respectives du pignon et de la crémaillère, et ce poussoir permet aussi de contrôler l'effort de coulissement de la crémaillère dans le carter. L'action du poussoir permet également de compenser des défauts de rectitude ou autres déformations de la crémaillère. Le poussoir doit encore assurer des fonctions de suspension, d'amortissement et de compensation d'usure. Ce poussoir doit en outre être, autant que possible, silencieux dans son fonctionnement. Dans sa forme de réalisation actuellement la plus courante, le poussoir comprend un corps rigide, de forme générale cylindrique, qui est monté coulissant suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal de la crémaillère, dans un logement délimité par une partie de carter correspondante de forme cylindrique. Le corps rigide est sollicité contre le dos de la crémaillère par des moyens à ressort, tels qu'un ressort hélicoïdal ou des rondelles élastiques, disposée suivant l'axe central dudit corps. Une vis de calage permet habituellement de positionner axialement ledit corps, en réglant la compression des moyens à ressort et le jeu axial de ce corps. A titre d'exemples d'une telle réalisation de poussoir, il est fait référence aux documents de brevets FR 2 851 540 et EP 0 860 345. Cette structure, certes très simple, conserve des inconvénients et ainsi elle peut être la source de bruits, notamment lors de contacts du corps du poussoir avec les parois de la partie de carter qui loge ce corps. En particulier, les inversions de sens de déplacement de la crémaillère accentuent les contacts au bord du corps du poussoir, créant alors un arc-boutement de ce corps dans la partie de carter cylindrique recevant le poussoir. La présente invention vise à éliminer ces inconvénients, et elle a ainsi pour but de fournir un dispositif de poussoir perfectionné, permettant de mieux contrôler les basculements de corps du poussoir de manière à attéuner les chocs et les bruits, notamment à l'occasion d'une inversion de sens de déplacement de la crémaillère, ceci en conservant une structure relativement simple et économique. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de poussoir pour direction à crémaillère de véhicule automobile, avec un corps de poussoir de forme générale cylindrique monté coulissant dans une partie de carter correspondante suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal de la crémaillère, et sollicité contre le dos de la crémaillère par des moyens à ressort, le dispositif de poussoir étant essentiellement caractérisé par le fait que lesdits moyens à ressort comprennent deux ressorts disposés, dans des positions diamétralement opposées, de part et d'autre de l'axe central du corps de poussoir, dans un plan contenant l'axe longitudinal de la crémaillère. Ainsi, l'invention propose de remplacer ou compléter le ressort central du poussoir par deux ressorts « latéraux », ce qui permet de mieux contrôler les mouvements de pivotement du corps du poussoir autour d'un axe perpendiculaire à l'axe central de ce poussoir et à l'axe longitudinal de la crémaillère, en procurant une meilleurs stabilité du poussoir. Dans un mode de réalisation préféré du dispositif de poussoir, objet de l'invention, le corps de poussoir comporte sur sa paroi latérale, dans des positions diamétralement opposées et vers son extrémité appliquée contre le dos de la crémaillère, deux lobes radialement saillants sur lesquels prennent respectivement appui les deux ressorts précités. Ce rajout de deux lobes donne, en pratique, la possibilité d'appliquer des efforts dans les deux zones latérales, diamètralement opposées, du corps de poussoir. Les deux ressorts, à disposition latérale, peuvent être les uniques moyens sollicitant le corps du poussoir. Dans une variante, ces deux ressorts à disposition latérale sont montés « en parallèle » avec au moins un autre moyen placé dans l'axe central du corps de poussoir et sollicitant aussi ce corps. En particulier, le corps de poussoir peut comporter un évidement central, et ledit autre moyen est constitué par un bloc en élastomère, à fonction amortissante, placé dans l'évidement central. 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, une forme d'exécution de ce dispositif de poussoir pour direction à crémaillère de véhicule automobile. Figure 1 est une vue d'ensemble, en coupe, d'un dispositif de poussoir selon l'état de la technique, Figure 2 est une vue similaire à la figure 1 mais relative à un dispositif de poussoir conforme à la présente invention, Figure 3 est une vue en perspective d'un corps de poussoir à lobes, selon le mode de réalisation préféré de l'invention. La figure 1 montre, très partiellement, un système de direction de véhicule automobile, avec un carter de direction 2 dans lequel est montée coulissante, suivant un axe longitudinal A, une crémaillère 3. Un pignon de direction 4, lié en rotation à la colonne de direction (non représentée), engrène avec la denture 5 de la crémaillère 3. Un dispositif de poussoir, désigné dans son ensemble par le repère 6, est prévu à l'opposé du pignon de direction 4, pour presser la denture 5 de la crémaillère 3 contre le pignon de direction 4, le dispositif de poussoir 6 étant logé dans une partie 7 correspondante du carter de direction 2. Le dispositif de poussoir 6 comprend, en particulier, un corps de poussoir 8 rigide, de forme générale cylindrique. Le corps de poussoir 8 est monté coulissant dans la partie de carter 7, suivant un axe B sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal A de la crémaillère 3. Le corps de poussoir 8 possède une extrémité 9 de forme générale concave, appliquée contre le dos 10 de la crémaillère 3, c'est-à-dire contre la face longitudinale de cette crémaillère 3 opposée à sa denture 5. Dans une réalisation selon l'état de la technique, telle qu'illustrée par la figure 1, le corps de poussoir 8 est sollicité contre le dos 10 de la crémaillère 3 par un ressort 11 qui est logé, à l'intérieur de la partie 7 du carter de direction 2, suivant l'axe central B de cette partie 7 du carter, qui est aussi l'axe central du corps de poussoir 7. Les figures 2 et 3 représentent un dispositif de poussoir 6 conforme 20 à la présente invention, les éléments correspondant à ceux précédemment décrits étant désignés par les mêmes repères. Le corps de poussoir 8 comporte ici, sur sa paroi latérale 12 d'allure générale cylindrique, et à proximité de son extrémité 9 appliquée contre le dos 10 de la crémaillère 3, deux lobes 13 et 14 saillants radialement, et 25 diamétralement opposés l'un à l'autre. Deux ressorts 15 et 16, eux aussi placés dans des positions diamétralement opposées, sont logés dans la partie 7 du carter de direction 2, à l'extérieur du corps de poussoir 8 donc à distance de l'axe central B du corps de poussoir 8. Les deux ressorts 15 et 16, ainsi disposés dans un plan 30 contenant l'axe central B et aussi l'axe longitudinal A de la crémaillère 3, prennent appui respectivement sur les deux lobes saillants 13 et 14 du corps de poussoir 8. De manière optionnelle, le corps de poussoir 8 comporte un évidement central 17, qui loge un bloc en élastomère 18 disposé ainsi suivant 35 l'axe central B du corps de poussoir 8. Les deux ressorts 15 et 16, à disposition « latérale », améliorent le contrôle des rotations du corps de poussoir 8 perpendiculairement à son axe central B et à l'axe longitudinal A de la crémaillère 3, en réduisant ainsi les chocs contre la paroi de la partie 7 du carter de direction 2 et les bruits en résultant, notamment lors d'une inversion de sens de déplacement de la crémaillère 3. Le bloc en élastomère 18 ajoute un effet d'amortissement à l'action purement élastique des deux ressorts 15 et 16. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif de poussoir qui a été décrite ci-dessus, 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 détails de forme des composants du dispositif de poussoir, en particulier du corps de poussoir, - en réalisant les ressorts « latéraux » sous toute forme : ressorts hélicoïdaux, rondelles élastiques, ou combinaison de ces deux types, - en destinant ce dispositif de poussoir à des systèmes de direction de tous types : directions manuelles, directions assistées hydrauliques, directions assistées électriques. REVENDICATIONS1. Dispositif de poussoir pour direction à crémaillère de véhicule automobile, avec un corps de poussoir (8) de forme générale cylindrique monté coulissant dans une partie de carter (7) correspondante suivant une direction (B) sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal (A) de la crémaillère (3), et sollicité contre le dos (10) de la crémaillère (3) par des moyens à ressort, caractérisé en ce que les moyens à ressort comprennent deux ressorts (15, 16) disposés, dans des positions diamétralement opposées, de part et d'autre de l'axe central (B) du corps de poussoir (8), dans un plan contenant l'axe longitudinal (A) de la crémaillère (3). 2. Dispositif de poussoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de poussoir (8) comporte sur sa paroi latérale (12), dans des positions diamétralement opposées et vers son extrémité (9) appliquée contre le dos (10) de la crémaillère (3), deux lobes radialement saillants (13, 14) sur lesquels prennent respectivement appui les deux ressorts (15, 16) précités. 3. Dispositif de poussoir selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux ressorts (15, 16) sont montés « en parallèle » avec au moins un autre moyen (18) placé dans l'axe central (B) du corps de poussoir (8) et sollicitant aussi ce corps. 4. Dispositif de poussoir selon la revendication 3, caractérisé en ce que le corps de poussoir (8) comporte un évidement central (17), et en ce que ledit autre moyen est constitué par un bloc en élastomère (18), à fonction amortissante, placé dans l'évidement central (17).