FR2816270A1 - Motor vehicle steering assembly friction reducer comprises anti-adhesive coating applied to contact zone of one component - Google Patents

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Abstract

The friction reducer for components describing a rotary or reciprocating motion relative to one another consists of an anti-adhesive coating (11) applied to the contact surface (5a) of one of the components (5) involved.

Description

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La présente invention concerne, de façon générale, les ensembles de direction pour véhicules automobiles. Cette invention s'intéresse, plus particulièrement, à un dispositif de réduction des frottements dans de tels ensembles de direction, notamment au niveau des éléments désignés comme"boîtier côté roue" et comme "rotule axiale", mais aussi pour d'autres composants mobiles, tels que la crémaillère.  The present invention relates, in general, to steering assemblies for motor vehicles. This invention relates, more particularly, to a device for reducing friction in such steering assemblies, in particular at the level of the elements designated as "wheel side housing" and as "axial ball joint", but also for other mobile components. , such as the rack.

Dans une direction de véhicule automobile, plus particulièrement une direction à crémaillère, le boîtier côté roue assure la liaison articulée entre une biellette de connexion, elle-même liée à une extrémité de la crémaillère, et un pivot à tête sphérique, lui-même lié à un levier de direction associé à la roue directrice correspondante (droite ou gauche) du véhicule concerné.  In a motor vehicle direction, more particularly a rack-and-pinion direction, the wheel-side housing provides the articulated connection between a connecting rod, itself linked to one end of the rack, and a ball-head pivot, itself linked a steering lever associated with the corresponding steering wheel (right or left) of the vehicle concerned.

La tête de pivot, présentant une surface en forme de portion de sphère, doit actuellement être usinée assez finement, car elle coopère avec une cage en matière plastique, dans laquelle elle est logée et doit pouvoir tourner. Cet usinage fin, actuellement nécessaire pour parvenir à un coefficient de frottement acceptable, et pour limiter les couples à vaincre, reste une opération relativement coûteuse.  The pivot head, having a surface in the form of a portion of a sphere, must currently be machined quite finely, since it cooperates with a plastic cage, in which it is housed and must be able to rotate. This fine machining, currently necessary to achieve an acceptable coefficient of friction, and to limit the torques to be overcome, remains a relatively expensive operation.

Un problème analogue se pose pour le pivot de la rotule axiale, par laquelle l'autre extrémité de la biellette de connexion est liée de façon articulée à l'extrémité correspondante de la crémaillère.  A similar problem arises for the pivot of the axial ball joint, by which the other end of the connecting rod is linked in an articulated manner to the corresponding end of the rack.

Plus généralement, ce problème est rencontré, dans les ensembles de direction pour véhicules automobiles, pour tous composants mobiles en rotation et/ou en translation, et présentant des zones de frottement sur d'autres organes, par exemple pour la crémaillère dans ses zones coulissantes relativement à des paliers-supports.  More generally, this problem is encountered in steering assemblies for motor vehicles, for all components which are mobile in rotation and / or in translation, and which have friction zones on other members, for example for the rack in its sliding zones. relative to support bearings.

La présente invention vise à éliminer ces inconvénients, en fournissant un dispositif permettant la réduction des frottements dans les ensembles de direction, et constituant une solution simple et économique, notamment par une simplification des usinages.  The present invention aims to eliminate these drawbacks by providing a device allowing the reduction of friction in the steering assemblies, and constituting a simple and economical solution, in particular by simplifying the machining operations.

A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un dispositif de réduction des frottements dans des ensembles de direction pour véhicules automobiles, au niveau de composants décrivant un mouvement de rotation et/ou de translation vis-à-vis d'au moins un autre organe, ce dispositif consistant en l'application d'un revêtement anti-adhérent au  To this end, the invention essentially relates to a device for reducing friction in steering assemblies for motor vehicles, at the level of components describing a rotational and / or translational movement with respect to at least one other organ, this device consisting in the application of a non-stick coating to the

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moins sur une zone de contact du composant considéré avec un autre organe.  less on a contact zone of the component considered with another organ.

Avantageusement, le revêtement anti-adhérent est un revêtement de polytétrafluoréthylène (PTFE), aussi connu sous la dénomination commerciale"TEFLON" (marque enregistrée).  Advantageously, the non-stick coating is a coating of polytetrafluoroethylene (PTFE), also known under the trade name "TEFLON" (registered trademark).

Selon une application de l'invention, le composant concerné est un pivot de boîtier côté roue, le revêtement anti-adhérent étant appliqué au moins sur toute la surface sphérique de ce pivot.  According to one application of the invention, the component concerned is a casing pivot on the wheel side, the non-stick coating being applied at least over the entire spherical surface of this pivot.

Selon une autre application de l'invention, le composant concerné est un pivot de rotule axiale, le revêtement anti-adhérent étant appliqué au moins sur toute la surface sphérique de ce pivot. Dans ce cas d'application, le revêtement peut aussi être présent dans une gorge annulaire dudit pivot de rotule axiale, utilisé pour le montage d'une extrémité d'un soufflet entourant ladite rotule axiale.  According to another application of the invention, the component concerned is an axial ball joint pivot, the non-stick coating being applied at least over the entire spherical surface of this pivot. In this application case, the coating may also be present in an annular groove of said axial ball joint pivot, used for mounting one end of a bellows surrounding said axial ball joint.

Grâce à ce revêtement anti-adhérent, l'on obtient dans tous les cas une réduction du couple de frottement, notamment pour les rotules, ce qui procure une diminution des couples de basculement à vaincre. Le revêtement anti-adhérent forme une couche extérieure qui"gomme"les aspérités de la pièce qu'elle recouvre, tout en offrant extérieurement une surface très glissante, venant en contact glissant avec un autre organe. La pièce recevant ledit revêtement n'a pas besoin d'être réusinée finement, et l'on peut au contraire se contenter d'un usinage grossier, voire même supprimer tout usinage et utiliser une pièce métallique brute de frappe, d'où une simplification de fabrication et une réduction des coûts. L'invention permet de supprimer éventuellement la présence de graisse au niveau des rotules, et la nécessité de soufflets pour contenir cette graisse, d'où une simplification et une économie supplémentaires.  Thanks to this non-stick coating, a reduction in the friction torque is obtained in all cases, in particular for the ball joints, which provides a reduction in the tilting torques to be overcome. The non-stick coating forms an outer layer which "erases" the roughness of the part which it covers, while externally providing a very slippery surface, coming into sliding contact with another member. The part receiving said coating does not need to be remanufactured finely, and on the contrary one can be satisfied with rough machining, or even eliminate any machining and use a rough metal striking part, hence a simplification and reduced costs. The invention makes it possible to eliminate, if necessary, the presence of grease at the level of the ball joints, and the need for bellows to contain this grease, hence simplifying and saving further.

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'exemples, quelques formes d'exécution de ce dispositif de réduction des frottements dans des ensembles de direction pour véhicules automobiles :
Figure 1 est une vue d'ensemble d'une direction de véhicule automobile, pouvant être équipée de dispositifs conformes à la présente invention ; In any case, the invention will be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing representing, by way of examples, some embodiments of this device for reducing friction in sets of steering for motor vehicles:
Figure 1 is an overall view of a motor vehicle steering, which can be equipped with devices according to the present invention;

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Figure 2 représente un pivot de boîtier côté roue d'une telle direction, constituant une première application du dispositif de l'invention ;
Figure 3 représente un pivot de rotule axiale de direction, constituant une autre application de ce dispositif ;
Figure 4 représente une crémaillère de direction, constituant encore une autre application du dispositif de l'invention. Figure 2 shows a housing side wheel pivot in such a direction, constituting a first application of the device of the invention;
Figure 3 shows an axial steering ball joint pivot, constituting another application of this device;
Figure 4 shows a steering rack, constituting yet another application of the device of the invention.

La figure 1 rappelle la structure générale d'une direction à crémaillère de véhicule automobile, dont elle montre, en vue extérieure, le carter central tubulaire 1, les deux soufflets 2 raccordés aux extrémités du carter 1, et les deux biellettes de connexion 3, solidaires respectivement des boîtiers côté roue 4 droit et gauche. Chaque boîtier côté roue 4 reçoit un pivot 5, placé dans un logement de ce boîtier 4 qui renferme une cage, laquelle emprisonne la partie sphérique 5a (voir aussi figure 2) du pivot 5.  FIG. 1 recalls the general structure of a rack and pinion steering of a motor vehicle, of which it shows, in external view, the tubular central casing 1, the two bellows 2 connected to the ends of the casing 1, and the two connection rods 3, secured respectively to the wheel side 4 right and left side boxes. Each wheel side housing 4 receives a pivot 5, placed in a housing of this housing 4 which contains a cage, which traps the spherical part 5a (see also FIG. 2) of the pivot 5.

Dans le carter 1 est montée coulissante, axialement, une crémaillère 6 dont les deux extrémités se situent à l'extérieur de ce carter 1. La crémaillère 6 possède une denture 7 (voir aussi figure 4), venant en prise avec un pignon dont l'arbre 8 est accouplé à la colonne de direction (non représentée). Les deux extrémités de la crémaillère 6 portent des boîtiers 9 de rotules axiales, qui servent à l'articulation d'une extrémité des biellettes 3. Chaque boîtier 9 de rotule axiale reçoit une partie sphérique 10a d'un pivot de rotule axiale 10 (voir aussi figure 3).  In the casing 1 is slidably mounted, axially, a rack 6, the two ends of which are situated outside this casing 1. The rack 6 has a toothing 7 (see also Figure 4), engaging with a pinion whose l 'shaft 8 is coupled to the steering column (not shown). The two ends of the rack 6 carry housings 9 of axial ball joints, which serve for the articulation of one end of the rods 3. Each housing 9 of axial ball joint receives a spherical part 10a of an axial ball joint pivot 10 (see also figure 3).

Les deux soufflets 2 entourent, respectivement, les deux rotules axiales. L'extrémité extérieure de chaque soufflet 2 est montée dans une gorge annulaire 10b du pivot de rotule axiale 10 correspondant (voir aussi figure 3).  The two bellows 2 surround, respectively, the two axial ball joints. The outer end of each bellows 2 is mounted in an annular groove 10b of the corresponding axial ball pivot 10 (see also FIG. 3).

Comme le montre la figure 2, le pivot 5 d'un boîtier côté roue 4 comporte, sur sa partie sphérique 5a, un revêtement anti-adhérent 11 en polytétrafluoréthylène (PTFE), qui améliore le coefficient de frottement entre le pivot 5 et la cage du boîtier 4.  As shown in Figure 2, the pivot 5 of a wheel side housing 4 has, on its spherical part 5a, a non-stick coating 11 of polytetrafluoroethylene (PTFE), which improves the coefficient of friction between the pivot 5 and the cage of the housing 4.

De manière analogue, en se référant à la figure 3, le pivot de rotule axiale 10 comporte, sur sa partie sphérique 10a, un revêtement antiadhérent 12 en polytétrafluoréthylène (PTFE). Un revêtement anti-adhérent analogue 13 est aussi présent dans la gorge annulaire 10b de ce pivot de rotule axiale 10 qui sert au montage de l'extrémité du soufflet 2 correspondant.  Similarly, with reference to FIG. 3, the axial swivel pivot 10 comprises, on its spherical part 10a, a non-stick coating 12 made of polytetrafluoroethylene (PTFE). A similar non-stick coating 13 is also present in the annular groove 10b of this axial ball joint pivot 10 which is used for mounting the end of the corresponding bellows 2.

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Le même genre de revêtement anti-adhérent en polytétrafluoréthylène peut aussi être appliqué sur une ou plusieurs zones de la crémaillère 6, pour diminuer les efforts de coulissement. En particulier, dans le cas d'une direction manuelle et comme l'illustre la figure 4, un tel revêtement anti-adhérent 14 peut être présent sur la portion 6a de la crémaillère 6 qui traverse, de façon coulissante, un palier-support 15 de cette crémaillère, solidaire d'une extrémité du carter tubulaire 1. On diminue ainsi les efforts de coulissement de la crémaillère 6 sur le paliersupport 15.  The same kind of polytetrafluoroethylene non-stick coating can also be applied to one or more zones of the rack 6, to reduce the sliding forces. In particular, in the case of manual steering and as illustrated in FIG. 4, such a non-stick coating 14 may be present on the portion 6a of the rack 6 which slides, in a sliding manner, a support bearing 15 of this rack, secured to one end of the tubular casing 1. The sliding forces of the rack 6 on the support bearing 15 are thus reduced.

Dans le cas d'une direction manuelle ou d'une direction assistée, un revêtement anti-adhérent analogue peut aussi être appliqué sur la crémaillère 6, dans la zone de celle-ci qui coopère avec le dispositif dit de "poussoir", lequel presse élastiquement la crémaillère contre le pignon.  In the case of manual steering or power steering, a similar non-stick coating can also be applied to the rack 6, in the region thereof which cooperates with the so-called "pusher" device, which presses elastically the rack against the pinion.

Comme il va de soi, et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif de réduction des frottements dans des ensembles de direction pour véhicules automobiles 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 utilisant tout matériau approprié, pour constituer le ou les revêtements anti-adhérents ; - en appliquant ce dispositif à toutes les parties ou pièces qui, dans un ensemble de direction, décrivent des mouvements relatifs de rotation ou de translation, ou des mouvements combinés ; - en destinant le dispositif à des directions de tous types, avec ou sans crémaillère, manuelles ou assistées. As is obvious, and as is clear from the above, the invention is not limited to the sole embodiments of this device for reducing friction in steering assemblies for motor vehicles which have been described above. , as examples; on the contrary, it embraces all of the variant embodiments and applications respecting the same principle. Thus, in particular, that one would not depart from the scope of the invention: - by using any suitable material, to constitute the non-stick coating (s); - by applying this device to all the parts or pieces which, in a steering assembly, describe relative movements of rotation or translation, or combined movements; - by using the device for directions of all types, with or without rack, manual or assisted.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1-Dispositif de réduction des frottements dans des ensembles de direction pour véhicules automobiles, au niveau de composants (5 ; 10 ; 1-Device for reducing friction in steering assemblies for motor vehicles, at the level of components (5; 10; 6) décrivant un mouvement de rotation et/ou de translation vis-à-vis d'au moins un autre organe (4 ; 9,2 ; 15), caractérisé en ce Qu'il consiste en l'application d'un revêtement anti-adhérent (11 ; 12 ; 13 ; 14) au moins sur une zone de contact (5a ; 10a ; 10b ; 6a) du composant considéré (5 ; 10 ; 6) avec un autre organe (4 ; 9, 2 ; 15). 6) describing a rotational and / or translational movement with respect to at least one other member (4; 9,2; 15), characterized in that it consists in the application of an anti coating -adherent (11; 12; 13; 14) at least on a contact zone (5a; 10a; 10b; 6a) of the component under consideration (5; 10; 6) with another member (4; 9, 2; 15) . 2-Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement anti-adhérent (11 ; 12 ; 13 ; 14) est un revêtement de polytétrafluoréthyléne (PTFE).  2-Device according to claim 1, characterized in that the non-stick coating (11; 12; 13; 14) is a coating of polytetrafluoroethylene (PTFE). 3-Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le composant concerné est un pivot (5) de boîtier côté roue (4), le revêtement anti-adhérent (11) étant appliqué au moins sur toute la surface sphérique (5a) de ce pivot (5).  3-Device according to claim 1 or 2, characterized in that the component concerned is a pivot (5) of the wheel side housing (4), the non-stick coating (11) being applied at least over the entire spherical surface (5a ) of this pivot (5). 4-Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le composant concerné est un pivot de rotule axiale (10), le revêtement anti-adhérent (12) étant appliqué au moins sur toute la surface sphérique (10a) de ce pivot (10).  4-Device according to claim 1 or 2, characterized in that the component concerned is an axial ball joint pivot (10), the non-stick coating (12) being applied at least over the entire spherical surface (10a) of this pivot (10). 5-Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le revêtement anti-adhérent (13) est aussi présent dans une gorge annulaire (10b) dudit pivot de rotule axiale (10), utilisée pour le montage d'une extrémité d'un soufflet (2) entourant ladite rotule axiale.  5-Device according to claim 4, characterized in that the non-stick coating (13) is also present in an annular groove (10b) of said axial ball joint pivot (10), used for mounting one end of a bellows (2) surrounding said axial ball joint. 6-Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le revêtement anti-adhérent (14) est appliqué sur une ou plusieurs zones de la crémaillère (6) de la direction, en particulier sur la portion (6a) de la crémaillère (6) qui traverse, de façon coulissante, un palier-support (15).  6-Device according to claim 1 or 2, characterized in that the non-stick coating (14) is applied to one or more areas of the rack (6) of the steering, in particular on the portion (6a) of the rack (6) which slidably passes through a support bearing (15). 7-Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le revêtement anti-adhérent est appliqué, sur la crémaillère (6), dans la zone de celle-ci qui coopère avec le dispositif de"poussoir". 7-Device according to claim 6, characterized in that the non-stick coating is applied, on the rack (6), in the region thereof which cooperates with the device "pusher".
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