Brevet FR2972514A1 — publié le 20120914

B 11-0540FR 1 Dispositif de compensation d'usure pour engrenage. La présente invention concerne le domaine des dispositifs de compensation d'usure pour engrenage, notamment utilisés dans des mécanismes de direction assistée pour véhicules automobiles. Un mécanisme de direction assistée comprend généralement un moteur électrique d'assistance et une vis sans fin montée sur un arbre de sortie dudit moteur et engrenant avec une roue dentée par exemple fixée sur l'arbre de la colonne de direction ou connectée à la crémaillère de direction via un pignon intermédiaire. On connaît, par le brevet US-B1-6,763,738, un mécanisme de direction assistée pour véhicule automobile comprenant des moyens de réglage de la distance séparant les axes de la vis sans fin et de la roue dentée associée de manière à pouvoir ajuster, lors du montage, le jeu existant entre les dents de l'engrenage. Ce mécanisme de direction assistée ne comprend aucun moyen permettant de limiter au cours du temps les phénomènes d'usure de l'engrenage. Pour palier cet inconvénient, dans le mécanisme de direction assistée décrit dans le document WO 99/11502, une extrémité de la vis sans fin reliée au moteur électrique d'assistance est montée à rotation dans un alésage excentrique d'une douille mobile, ladite douille étant reliée à un ressort de compression. Lors d'une usure des dents de la vis sans fin et de la roue portée par l'arbre de la colonne de direction, le ressort de compression provoque la rotation de la douille à l'intérieur du logement associé. On obtient ainsi une compensation automatique de l'usure de l'engrenage. Cette solution a notamment pour inconvénient de nécessiter un nombre important d'opérations de montage. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient Plus particulièrement, la présente invention vise à prévoir un dispositif de compensation d'usure pour engrenage facile à fabriquer, à monter, d'encombrement restreint et économique. Dans un mode de réalisation, le dispositif de compensation d'usure pour engrenage comprend un support fixe apte à assurer le maintien du dispositif sur un élément extérieur, un palier destiné à être monté sur un arbre supportant une des roues de l'engrenage, et un excentrique monté sur le palier et destiné à être en contact avec l'élément extérieur, ledit excentrique étant mobile angulairement par rapport au support fixe. Le dispositif comprend un actionneur monté axialement entre le support fixe et l'excentrique et apte à exercer un effort circonférentiel de précontrainte sur ledit excentrique. Avantageusement, le support fixe comprend une portion de centrage de l'actionneur. Préférentiellement, l'actionneur est coaxial au palier. Dans un mode de réalisation, l'actionneur est un ressort de torsion. L'excentrique peut comprendre une encoche à l'intérieur de laquelle est montée une extrémité du ressort de torsion. Le support fixe peut comprendre une patte d'appui contre laquelle est montée l'autre extrémité du ressort de torsion. Dans un mode de réalisation, le support fixe comprend des moyens d'encliquetage aptes à assurer la fixation axiale du dispositif sur l'élément extérieur. Le support fixe peut comprendre un moyen de blocage en rotation apte à maintenir la position angulaire prédéterminée dudit support relativement à l'élément extérieur. Dans un mode de réalisation, le palier comprend une bague intérieure destinée à être montée sur l'arbre supportant une des roues, une bague extérieure sur laquelle est monté l'excentrique, et au moins une rangée d'éléments roulants disposés entre lesdites bagues. Alternativement, le palier peut être à glissement. Selon un autre aspect, l'invention concerne également un mécanisme de direction assistée pour véhicule automobile comprenant un dispositif de compensation d'usure tel que défini précédemment. La présente invention sera mieux comprise à l'étude de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de compensation d'usure selon un premier exemple de réalisation de l'invention, - les figures 2 et 3 sont des vues en perspective éclatée de la figure 1, - la figure 4 est une vue en coupe axiale d'un dispositif de compensation d'usure selon un deuxième exemple de réalisation de l'invention, et - la figure 5 est une vue en perspective éclatée de la figure 4. Sur la figure 1, un dispositif de compensation d'usure, référencé 10 dans son ensemble, est associé à un engrenage du type à roue 12 et à vis sans fin 14. L'engrenage illustré est un engrenage gauche et les axes 12a, 14a de la roue dentée et de la vis sans fin sont orthogonaux. Le dispositif 10 comprend un support 16 fixe formant capot destiné à venir se monter sur un logement 18 tubulaire extérieur audit dispositif, un palier 20 à roulement monté sur un tourillon 14b d'extrémité de la vis sans fin, un excentrique 22 monté sur le palier à roulement, et un ressort 24 de torsion apte à exercer un effort permanent circonférentiel entre le support 16 et ledit excentrique. La vis sans fin 14 s'étend axialement dans le logement 18, ledit logement comprenant une ouverture 18a permettant le passage de la roue 12 dentée de manière que le ou les filets de la vis sans fin engrène avec la denture de la roue. Le palier 20 (représenté schématiquement) présente un axe 20a de rotation coaxial à l'axe 14a de la vis sans fin. I1 comprend une bague intérieure montée serrée sur le tourillon 14b de ladite vis et venant axialement en butée contre un épaulement du tourillon, une bague extérieure sur laquelle est montée l'excentrique 22, une rangée d'éléments roulants, par exemple des billes, et des joints d'étanchéité montés radialement entre lesdites bagues. Le support 16 fixe comprend une paroi radiale 26 obturant une extrémité axiale du logement 18 et prolongée par une portion de centrage 28 annulaire, coaxiale à l'axe 20a du palier et venant axialement en appui contre la bague intérieure dudit palier. La portion de centrage 28 comprend un trou 30 borgne à l'intérieur duquel s'étend le tourillon 14b de la vis sans fin avec un jeu radial. Le support 16 comprend également une pluralité de pattes 32 axiales s'étendant à partir de la paroi 26 axialement du côté de la portion de centrage 28. Les pattes 32 sont espacées les unes relativement aux autres dans le sens circonférentiel. Chaque patte 32 comporte, à son extrémité libre, un crochet s'étendant radialement vers l'extérieur et prévu pour coopérer avec un évidement complémentaire ménagé dans l'alésage du logement 18. Les pattes 32 forment des moyens d'encliquetage du support 16 sur le logement permettant d'obtenir la solidarisation axiale de ces deux éléments. Le support 16 peut par exemple être réalisé en une seule pièce par moulage d'une matière synthétique. L'excentrique 22 comprend un alésage 34 cylindrique à l'intérieur duquel est montée serrée la bague extérieure du palier 20 et une surface extérieure 36 cylindrique, d'axe 36a qui est décalé radialement par rapport à l'axe 20a du palier. L'alésage 34 comprend une protubérance (non référencée) radiale s'étendant vers l'intérieur et formant surface d'arrêt axial pour la bague extérieure du palier 20. La surface extérieure 36 de l'excentrique vient en appui radialement contre une portée cylindrique 38 complémentaire de l'alésage du logement 18. L'excentrique 22 est mobile angulairement par rapport au support 16 fixe, au logement 18 et à la vis sans fin 14. La paroi radiale 26 du support 16 et l'excentrique 22 délimitent un espace axial dans lequel est disposé le ressort 24 de torsion. Le ressort 24, coaxial à l'axe 20a du palier, est pourvu d'une première extrémité 24a (figure 2) venant se loger à l'intérieur d'une encoche 40 ménagée sur l'excentrique, d'une seconde extrémité venant en butée dans le sens circonférentiel contre une des pattes 32 du support fixe, et d'une partie de travail 24b reliant lesdites extrémités et s'enroulant radialement autour de la portion de centrage 28 dudit support. Dans le mode de réalisation illustré, les spires du ressort 24 présentent en section droite un profil carré. Alternativement, il est bien entendu possible de prévoir des spires présentant un autre profil, par exemple circulaire. Le dispositif 10 comprend encore un joint d'étanchéité 42 annulaire monté radialement entre les pattes 32 du support fixe et l'alésage du logement 18 de manière à limiter l'intrusion de particules polluantes. Pour réaliser le montage du dispositif 10 sur le logement 18, on procède de la manière suivante. Dans un premier temps, on monte le sous-ensemble formé par le palier 20 à roulement et l'excentrique 22 sur le tourillon 14b de la vis sans fin, la surface extérieure 34 dudit excentrique étant en contact radial contre la portée cylindrique 38 du logement 18. Dans une seconde étape, on monte l'extrémité 24a du ressort de torsion dans l'encoche 40 de l'excentrique et l'extrémité opposée du ressort contre la patte 32 d'appui associée du support 16. Ensuite, on fait pivoter le support 16 par rapport à l'excentrique 22, à la vis sans fin 14 et au logement 18 de manière à précontraindre le ressort 24 entre le support et l'excentrique. Une fois que la position angulaire prédéterminée du support 16 relativement au logement 18 est atteinte, le support est bloqué en rotation, par exemple par matage ou sertissage, la retenue axiale dudit support sur le logement étant réalisée par les pattes 32. Le ressort 24 exerce ainsi un effort ou couple circonférentiel permanent sur l'excentrique 22 tendant à repousser en permanence ledit excentrique, le palier 20 et la vis sans fin 14 radialement en direction de la roue 12. Ceci permet de compenser automatiquement l'usure du ou des filets de la vis sans fin 14 et/ou des dents de la roue 12 pouvant apparaître au cours du temps. L'effort circonférentiel permanent exercé par le ressort 24 sur l'excentrique 22 permet de pouvoir obtenir le déplacement angulaire dudit excentrique par rapport au logement 18 et au support 16, ce qui entraîne un déplacement radial du palier 20 à roulement et de la vis sans fin 14 en direction de la roue 12. Le mode de réalisation illustré aux figures 4 et 5, sur lesquelles les éléments identiques portent les mêmes références, diffère du mode de réalisation précédemment décrit en ce que le support 16 comporte une première protubérance 50 radiale comprenant une empreinte 52 creuse prévue pour le logement, lors du montage, d'une clé de manoeuvre (non représentée) afin de faciliter le pivotement du support 16 permettant de précharger le ressort 24. Le support 16 comprend également une seconde protubérance 54 radiale opposée à la protubérance 50 et pourvue d'un évidement 56 traversant. Dans ce mode de réalisation, le logement 18 comprend une oreille 58 radiale contre laquelle vient appuyer la protubérance 54 et pourvue d'un évidement 60. Lors du montage, lorsque l'évidement 56 du support est en regard de l'évidement 60 du logement, on bloque la position angulaire relative de ces deux éléments par insertion d'une tige 62 du dispositif à l'intérieur desdits évidements. Dans les modes de réalisation illustrés, le dispositif de compensation d'usure est utilisé pour un engrenage du type à roue et à vis sans fin pouvant être monté dans un mécanisme de direction assistée. Le dispositif peut cependant être utilisé pour d'autres types d'engrenages gauches ou concourants, par exemple un engrenage de roues dentées, un engrenage de pignons coniques, un engrenage à roue et à crémaillère, et être utilisé dans d'autres applications. REVENDICATIONS1. Dispositif de compensation d'usure pour engrenage, caractérisé en ce qu'il comprend : - un support (16) fixe apte à assurer le maintien du dispositif sur un élément extérieur, - un palier (20) destiné à être monté sur un arbre supportant une des roues de l'engrenage, - un excentrique (22) monté sur le palier et destiné à être en contact avec l'élément extérieur, ledit excentrique étant mobile angulairement par rapport au support fixe, et - un actionneur (24) monté axialement entre le support fixe et l'excentrique et apte à exercer un effort circonférentiel de précontrainte sur ledit excentrique. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le support (16) fixe comprend une portion de centrage (28) de l'actionneur. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'actionneur (24) est coaxial au palier (20). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'actionneur (24) est un ressort de torsion. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel l'excentrique (22) comprend une encoche (40) à l'intérieur de laquelle est montée une extrémité du ressort de torsion. 6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel le support (16) fixe comprend une patte d'appui (32) contre laquelle est montée l'autre extrémité du ressort de torsion. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support (16) fixe comprend des moyens d'encliquetage (32) aptes à assurer la fixation axiale du dispositif sur l'élément extérieur. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support (16) fixe comprend un moyen de blocage en rotation (62) apte à maintenir la position angulaire prédéterminée dudit support relativement à l'élément extérieur. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le palier comprend une bague intérieure destinée à être montée sur l'arbre supportant une des roues, une bague extérieure sur laquelle est monté l'excentrique, et au moins une rangée d'éléments roulants disposés entre lesdites bagues. 10. Mécanisme de direction assistée pour véhicule automobile comprenant un dispositif de compensation d'usure selon l'une quelconque des revendications précédentes.