FR2844020A1

FR2844020A1 - PUSH-BUTTON FOR STEERING WITH RACK OF MOTOR VEHICLE

Info

Publication number: FR2844020A1
Application number: FR0210839A
Authority: FR
Inventors: Philippe Beauchamp
Original assignee: Societe de Mecanique dIrigny
Current assignee: JTEKT Automotive Lyon SAS
Priority date: 2002-09-02
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2004-03-05
Anticipated expiration: 2022-09-02
Also published as: FR2844020B1; AU2003269074A1; DE10393210T5; WO2004020877A1

Abstract

Le poussoir (5), sollicité par un ressort (7) ou autre élément élastique, vient en appui contre le dos (4b) de la crémaillère (4), pour l'appliquer contre le pignon de direction (3), ce poussoir (5) étant guidé en coulissement dans le carter de direction (2), ou dans une partie tubulaire (2a) solidaire du carter (2). Selon l'invention, le poussoir (5) est pourvu, à sa périphérie, de languettes d'appui élastiques (12) qui coopèrent avec la paroi intérieure (2b) du carter (2) ou de sa partie tubulaire (2a). Les languettes (12) suppriment le jeu radial entre le poussoir (5) et la paroi (2b), et elles évitent ainsi les bruits dus aux mouvements latéraux du poussoir (5).The pusher (5), biased by a spring (7) or other elastic element, comes to bear against the back (4b) of the rack (4), to apply it against the steering pinion (3), this pusher ( 5) being guided to slide in the steering housing (2), or in a tubular part (2a) integral with the housing (2). According to the invention, the pusher (5) is provided, at its periphery, with resilient support tongues (12) which cooperate with the inner wall (2b) of the housing (2) or with its tubular part (2a). The tongues (12) eliminate the radial play between the pusher (5) and the wall (2b), and they thus avoid the noises due to the lateral movements of the pusher (5).

Description

La présente invention concerne, de façon générale, les systèmes deThe present invention relates, in general, to

direction pour véhicules automobiles. Elle se rapporte, plus particulièrement, aux directions mécaniques à crémaillère, pourvues d'un dispositif dit "ligne 5 poussoir" qui assure un contact permanent de la crémaillère avec le pignon de direction, en compensant les jeux. Encore plus spécialement, I'invention s'intéresse à la structure du poussoir proprement dit d'un tel dispositif, c'est-àdire la pièce qui, sollicitée par des moyens élastiques, vient en appui contre le dos de la crémaillère, pour l'appliquer contre le pignon de direction, ledit O10 poussoir étant guidé en coulissement dans le carter de direction, ou dans une steering for motor vehicles. It relates, more particularly, to the mechanical rack-and-pinion steering systems, provided with a device called "line 5 pusher" which ensures permanent contact of the rack with the steering pinion, by compensating for the play. Even more specifically, the invention is concerned with the structure of the pusher itself of such a device, that is to say the part which, urged by elastic means, comes to bear against the back of the rack, for the '' apply against the steering gear, said O10 pusher being guided by sliding in the steering housing, or in a

partie tubulaire solidaire de ce carter de direction. tubular part integral with this steering casing.

De manière généralement connue, pour assurer une transmission régulière, précise et silencieuse du mouvement entre la colonne de direction et le mécanisme à crémaillère de la direction, on prévoit une telle ligne poussoir. 15 Des exemples de lignes poussoir connues sont donnés par la demande de brevet français N 2663284, et par les demandes de brevets européens In a generally known manner, to provide a regular, precise and silent transmission of the movement between the steering column and the steering rack mechanism, such a push line is provided. Examples of known push lines are given by French patent application N 2663284, and by European patent applications.

N 0758605, N 0860345 et N 1136342. N 0758605, N 0860345 and N 1136342.

Habituellement, le poussoir lui-même possède une face latérale Usually the pusher itself has a side face

cylindrique, lisse, qui coopère avec le carter de direction ou avec une partie 20 tubulaire solidaire de ce carter de direction. cylindrical, smooth, which cooperates with the steering casing or with a tubular part secured to this steering casing.

Il en résulte un jeu radial, entre le poussoir, d'une part, et la paroi intérieure du carter de direction ou de la partie tubulaire solidaire de ce carter, d'autre part. En raison de ce jeu, le poussoir effectue des mouvements This results in a radial clearance, between the pusher, on the one hand, and the inner wall of the steering casing or of the tubular part integral with this casing, on the other hand. Due to this play, the pusher performs movements

latéraux, eux-mêmes générateurs de bruits indésirables. side, themselves generating unwanted noise.

La présente invention vise à éviter ces inconvénients, donc à supprimer le jeu entre le poussoir et le carter de direction, de manière à réduire The present invention aims to avoid these drawbacks, therefore to eliminate the clearance between the pusher and the steering gear, so as to reduce

les bruits, par une solution technique simple et économique. noise, by a simple and economical technical solution.

A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un poussoir pour direction à crémaillère de véhicule automobile, tel que précisé en introduction, 30 lequel poussoir est pourvu, à sa périphérie, de languettes d'appui élastiques, qui coopèrent avec la paroi intérieure du carter de direction, ou de la partie tubulaire solidaire de ce carter, dans lequel est guidé en coulissement ledit poussoir. To this end, the subject of the invention is essentially a pusher for rack-and-pinion steering of a motor vehicle, as specified in the introduction, which pusher is provided, at its periphery, with elastic support tongues, which cooperate with the interior wall. of the steering casing, or of the tubular part integral with this casing, in which said pusher is guided in sliding.

Avantageusement, les languettes d'appui élastiques sont réalisées 35 d'une seule pièce, notamment par moulage, avec le corps du poussoir. Advantageously, the elastic support tongues are produced in one piece, in particular by molding, with the body of the pusher.

Ces languettes d'appui élastiques comprennent, de préférence, une première série de languettes réparties autour du poussoir, vers son extrémité éloignée de la crémaillère, et une seconde série de languettes réparties autour du poussoir, vers son extrémité appuyée sur la crémaillère. Chacune des deux 5 séries de languettes d'appui élastiques comprend avantageusement des languettes régulièrement réparties autour du poussoir, par exemple quatre languettes, réparties à des intervalles angulaires réguliers de 90 , le poussoir These elastic support tabs preferably comprise a first series of tabs distributed around the pusher, towards its end remote from the rack, and a second series of tabs distributed around the pusher, towards its end resting on the rack. Each of the two 5 series of elastic support tabs advantageously comprises tabs regularly distributed around the pusher, for example four tabs, distributed at regular angular intervals of 90, the pusher

étant dans ce cas pourvu, au total, de huit languettes d'appui élastiques. being in this case provided, in total, with eight elastic support tabs.

Selon un mode de réalisation particulier, chaque languette d'appui 10 élastique prend place, au moins partiellement, dans un évidement correspondant creusé dans le corps du poussoir, la languette possédant, du fait de son élasticité, une mobilité relativement à l'évidement correspondant, lui According to a particular embodiment, each elastic support tongue 10 takes place, at least partially, in a corresponding recess dug in the body of the pusher, the tongue having, due to its elasticity, a mobility relative to the corresponding recess , him

permettant d'être plus ou moins enfoncée dans cet évidement. allowing to be more or less pressed into this recess.

Chaque évidement se présentant avantageusement comme une 15 rainure ménagée à la périphérie du poussoir, parallèlement à son axe, la languette correspondante comprend un bras rattaché à une extrémité de la rainure et s'étendant dans la direction longitudinale de cette rainure, et une tête élargie formée à l'extrémité libre du bras, cette tête coopérant avec la paroi intérieure du carter de direction ou de la partie tubulaire solidaire de ce carter. 20 Les languettes d'appui, pressées élastiquement contre la paroi intérieure du carter de direction, suppriment le jeu radial entre le poussoir et le carter, et donc évitent les bruits dus aux mouvements latéraux du carter. De plus, en ajustant la différence entre le diamètre extérieur du poussoir et le diamètre intérieur du carter de direction, on contraint plus ou moins fortement 25 les languettes d'appui, ce qui freine le déplacement axial du poussoir, et Each recess advantageously having the form of a groove formed at the periphery of the pusher, parallel to its axis, the corresponding tongue comprises an arm attached to one end of the groove and extending in the longitudinal direction of this groove, and an enlarged head formed at the free end of the arm, this head cooperating with the inner wall of the steering casing or of the tubular part integral with this casing. The support tabs, pressed elastically against the inner wall of the steering casing, eliminate the radial clearance between the pusher and the casing, and therefore avoid noise due to the lateral movements of the casing. In addition, by adjusting the difference between the outside diameter of the pusher and the inside diameter of the steering gear, the support tabs are more or less strongly constrained, which slows down the axial movement of the pusher, and

permet de réduire aussi les bruits engendrés par ce mouvement. also reduces the noise generated by this movement.

Dans la mesure o les languettes d'appui sont réalisées d'une seule pièce avec le corps du poussoir, la réduction des bruits est obtenue sans Insofar as the support tabs are made in one piece with the body of the pusher, noise reduction is obtained without

aucune pièce supplémentaire.no additional rooms.

Le nombre et la disposition des languettes d'appui assurent un The number and arrangement of the support tabs ensure

montage et un guidage équilibrés, centrés et précis du poussoir. balanced, centered and precise mounting and guidance of the pusher.

De toute façon, I'invention sera mieux comprise à l'aide de la In any case, the invention will be better understood using the

description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce poussoir pour direction à 35 crémaillère de véhicule automobile: description which follows, with reference to the appended diagrammatic drawing representing, by way of example, an embodiment of this pusher for rack-and-pinion steering of a motor vehicle:

La figure 1 est une vue en coupe axiale d'une ligne poussoir de direction à crémaillère; La figure 2 est une vue de côté du poussoir conforme à l'invention, à plus grande échelle; La figure 3 est une vue en bout du poussoir de la figure 2; La figure 4 est une vue partielle en coupe de ce poussoir, à encore plus grande échelle, montrant le détail d'une languette d'appui, à l'état libre; La figure 6 est une vue similaire à la figure 4, mais montrant la Figure 1 is an axial sectional view of a rack pusher direction line; Figure 2 is a side view of the pusher according to the invention, on a larger scale; Figure 3 is an end view of the pusher of Figure 2; Figure 4 is a partial sectional view of this pusher, on an even larger scale, showing the detail of a support tab, in the free state; Figure 6 is a view similar to Figure 4, but showing the

languette à l'état fléchi, en appui sur le carter de direction. bent tongue, resting on the steering gear.

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, FIG. 1 partially represents a rack and pinion steering of a motor vehicle, of which it shows the casing 2 housing the steering pinion 3 and the rack 4, the toothing of which 4a engages the pinion 3,

accouplé à la colonne de direction (non représentée). coupled to the steering column (not shown).

Le carter de direction 2 possède une partie tubulaire 2a, ouverte 15 vers l'extérieur, dont l'axe central A s'étend orthogonalement aux axes respectifs du pignon 3 et de la crémaillère 4. La partie tubulaire 2a possède The steering casing 2 has a tubular part 2a, open towards the outside, the central axis A of which extends orthogonally to the respective axes of the pinion 3 and of the rack 4. The tubular part 2a has

une paroi intérieure 2b cylindrique, lisse. an inner wall 2b cylindrical, smooth.

Les éléments de la ligne poussoir, décrits ci-après, sont logés à The elements of the pusher line, described below, are housed at

l'intérieur de la partie tubulaire 2a du carter 2. inside the tubular part 2a of the casing 2.

Ces éléments 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 4b de la crémaillère 4, le poussoir 5 vient en contact avec cette These elements include a pusher proper 5, guided in sliding along the axis A in the tubular part 2a. Of a shape adapted to the profile of the back 4b of the rack 4, the pusher 5 comes into contact with this

dernière directement, ou par l'intermédiaire d'un patin d'appui. the latter directly, or via a support pad.

La partie tubulaire 2a du carter 2 est fermée par une vis de réglage 25 6, qui est vissée dans un taraudage de cette partie tubulaire 2a. Un ressort 7, ou autre élément élastique, est comprimé entre la vis de réglage 6 et le poussoir 5, le ressort 7 étant logé partiellement dans un évidement central 8 du The tubular part 2a of the casing 2 is closed by an adjustment screw 25 6, which is screwed into a thread of this tubular part 2a. A spring 7, or other elastic element, is compressed between the adjusting screw 6 and the pusher 5, the spring 7 being partially housed in a central recess 8 of the

poussoir 5.pusher 5.

Représenté plus en détails aux figures 2 et suivantes, le poussoir 5 30 possède une surface latérale cylindrique 9, qui s'étend entre une extrémité plane 10, éloignée de la crémaillère 4, et une extrémité à profil concave 11, adaptée au dos 4b de la crémaillère 4 et appuyée sur cette crémaillère 4 par la poussée du ressort 7. La surface latérale cylindrique 9 du poussoir 5 possède un diamètre d, légèrement inférieur au diamètre intérieur D de la partie 35 tubulaire 2a du carter 2. Un jeu radial e est ainsi présent entre le corps du poussoir 5, d'une part, et la paroi intérieure 2b de la partie tubulaire 2a, d'autre part - voir en particulier la figure 6. L'évidement central 8 du poussoir 5 Represented in more detail in Figures 2 and following, the pusher 5 30 has a cylindrical lateral surface 9, which extends between a planar end 10, remote from the rack 4, and a concave profile end 11, adapted to the back 4b of the rack 4 and supported on this rack 4 by the thrust of the spring 7. The cylindrical lateral surface 9 of the plunger 5 has a diameter d, slightly less than the inside diameter D of the tubular part 2a of the casing 2. A radial clearance e is thus present between the body of the pusher 5, on the one hand, and the inner wall 2b of the tubular part 2a, on the other hand - see in particular Figure 6. The central recess 8 of the pusher 5

débouche sur l'extrémité plane 10 de ce poussoir 5. opens onto the flat end 10 of this pusher 5.

Selon l'invention, le poussoir 5 est pourvu, à sa périphérie, de plusieurs languettes élastiques 12 qui, lorsque ce poussoir 5 est monté, 5 coopèrent avec la paroi intérieure 2b de la partie tubulaire 2a du carter 2, en According to the invention, the pusher 5 is provided, at its periphery, with several elastic tongues 12 which, when this pusher 5 is mounted, 5 cooperate with the inner wall 2b of the tubular part 2a of the casing 2, in

venant en appui contre cette paroi 2b. coming to bear against this wall 2b.

Dans l'exemple illustré au dessin, les languettes d'appui élastiques 12 sont au nombre total de huit; elles comprennent une première série de quatre languettes 12, réparties autour du poussoir 5 vers son extrémité 10 o10 éloignée de la crémaillère 4, et une seconde série de quatre languettes 12, réparties autour du poussoir 5 vers son extrémité 1 1 appuyée sur le dos 4b de la crémaillère 4. Dans chaque série, les quatre languettes 12 sont réparties à In the example illustrated in the drawing, the elastic support tongues 12 are a total of eight; they include a first series of four tabs 12, distributed around the pusher 5 towards its end 10 o10 remote from the rack 4, and a second series of four tabs 12, distributed around the pusher 5 towards its end 1 1 supported on the back 4b of the rack 4. In each series, the four tabs 12 are distributed

des intervalles angulaires réguliers de 90 . regular angular intervals of 90.

Les différentes languettes d'appui élastiques 12 sont réalisées 15 d'une seule pièce, notamment par moulage, avec le corps du poussoir 5, l'ensemble étant constitué en une matière moulable possédant une élasticité appropriée. Plus particulièrement, chaque languette 12 prend place, partiellement, dans un évidement correspondant 13 qui est creusé dans le 20 corps du poussoir 5. Chaque évidement 13 se présente comme une courte The various elastic support tongues 12 are produced in one piece, in particular by molding, with the body of the pusher 5, the assembly being made of a moldable material having an appropriate elasticity. More particularly, each tongue 12 takes place, partially, in a corresponding recess 13 which is hollowed out in the body of the pusher 5. Each recess 13 is presented as a short

rainure de section rectangulaire (voir en particulier les figures 3 et 5), qui s'étend parallèlement à l'axe A du poussoir 5. Les évidements 13 sont ainsi creusés dans la surface latérale cylindrique 9 du poussoir 5, quatre de ces évidements 13 débouchant aussi à l'extrémité 10 du poussoir 5, et les quatre 25 autres évidements 13 débouchant à l'extrémité opposée 11 du poussoir 5. groove of rectangular section (see in particular Figures 3 and 5), which extends parallel to the axis A of the pusher 5. The recesses 13 are thus hollowed out in the cylindrical lateral surface 9 of the pusher 5, four of these recesses 13 also opening at the end 10 of the pusher 5, and the four other 25 recesses 13 opening at the opposite end 11 of the pusher 5.

Chaque languette 12 comprend, comme le montrent les figures 4 et 6, un bras 12a terminé par une tête élargie 12b. Le bras 12a est rattaché au corps du poussoir 5, à une extrémité de la rainure (évidement) 13, et il s'étend dans la direction longitudinale de cette rainure 13, c'est-à-dire de façon 30 sensiblement parallèle à l'axe du poussoir 5. La tête élargie 12b, formée à l'extrémité libre du bras 12a, possède un profil arrondi, qui est tourné vers l'extérieur (radialement) du poussoir 5. Un interstice 14 subsiste entre chaque languette 12 et la paroi de l'évidement 13 correspondant, pour autoriser la Each tongue 12 comprises, as shown in Figures 4 and 6, an arm 12a terminated by an enlarged head 12b. The arm 12a is attached to the body of the pusher 5, at one end of the groove (recess) 13, and it extends in the longitudinal direction of this groove 13, that is to say in a manner substantially parallel to the axis of the pusher 5. The enlarged head 12b, formed at the free end of the arm 12a, has a rounded profile, which is turned towards the outside (radially) of the pusher 5. A gap 14 remains between each tongue 12 and the wall of the corresponding recess 13, to allow the

flexion de cette languette 12.bending of this tongue 12.

A l'état libre, comme le montre la figure 4, la languette 12 s'étend parallèlement à l'axe du poussoir 5, I'interstice 14 entre cette languette 12 et le In the free state, as shown in FIG. 4, the tongue 12 extends parallel to the axis of the pusher 5, the gap 14 between this tongue 12 and the

fond de la rainure (évidement) 13 étant à sa valeur maximale. bottom of the groove (recess) 13 being at its maximum value.

Par contre, lorsque le poussoir 5 est monté à l'intérieur de la partie 5 tubulaire 2a du carter 2, comme le montre la figure 6, la tête 12b de la languette 12 étant appuyée contre la paroi intérieure 2b de cette partie tubulaire 2a, le bras 12a de la languette 12 est fléchi élastiquement, en se rapprochant du fond de la rainure (évidement) 13, I'interstice 14 se trouvant On the other hand, when the pusher 5 is mounted inside the tubular part 5a of the casing 2, as shown in FIG. 6, the head 12b of the tongue 12 being pressed against the interior wall 2b of this tubular part 2a, the arm 12a of the tongue 12 is flexed elastically, approaching the bottom of the groove (recess) 13, the gap 14 being

alors réduit.then reduced.

Le même genre de flexion étant obtenu pour toutes les (huit) languettes 12, celles-ci suppriment en quelque sorte le jeu radial e entre le corps du poussoir 5 et la paroi intérieure 2b de la partie tubulaire 2a, et évitent ainsi les bruits dus aux mouvements latéraux du poussoir 5. De plus, selon la différence entre le diamètre intérieur D de la partie tubulaire 2a et le diamètre 15 extérieur d du corps du poussoir 5, et en fonction de l'élasticité des languettes 12, le déplacement du poussoir 5 suivant l'axe A se trouve plus ou moins The same kind of bending being obtained for all the (eight) tongues 12, these somehow eliminate the radial clearance e between the body of the pusher 5 and the inner wall 2b of the tubular part 2a, and thus avoid noise due to the lateral movements of the pusher 5. In addition, depending on the difference between the internal diameter D of the tubular part 2a and the external diameter 15 of the body of the pusher 5, and depending on the elasticity of the tongues 12, the movement of the pusher 5 along axis A is more or less

freiné, ce qui réduit les bruits générés par un tel mouvement. braked, which reduces the noise generated by such movement.

La ligne poussoir, précédemment décrite, est applicable à des The push line, previously described, is applicable to

directions à crémaillères manuelles, et aussi à des directions assistées. manual rack and pinion steering, and also power steering.

Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce poussoir pour direction à crémaillère qui a été décrite cidessus, à titre d'exemple; 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 réalisant le poussoir avec des languettes d'appui élastiques en nombre différent de celui indiqué dans l'exemple décrit et illustré; - en modifiant la structure de la ligne poussoir, pour ce qui est des éléments autres que le poussoir proprement dit, par exemple en remplaçant le ressort hélicodal par des moyens élastiques de tout type, ou en remplaçant la 30 vis de réglage par un moyen de réglage quelconque; - en réalisant la partie tubulaire, logeant la ligne poussoir, non pas d'une seule pièce avec le carter de direction, mais comme un carter It goes without saying that the invention is not limited to the only embodiment of this rack-and-pinion pushrod which has been described above, by way of example; on the contrary, it embraces all of the variant embodiments and applications respecting the same principle. In particular, it would not depart from the scope of the invention: - by making the pusher with elastic support tabs in numbers different from that indicated in the example described and illustrated; - by modifying the structure of the pusher line, with regard to elements other than the pusher itself, for example by replacing the helical spring by elastic means of any type, or by replacing the adjusting screw with a means of any setting; - by making the tubular part, housing the pusher line, not in one piece with the steering gear, but like a gear

secondaire, fixé solidairement au carter de direction. secondary, fixedly attached to the steering casing.

Claims

1. Pusher for rack-and-pinion steering of a motor vehicle, this pusher (5) being urged by elastic means (7) and bearing 5 against the back (4b) of the rack (4), in order to apply it against the pinion steering (3), said pusher (5) being guided in sliding in the steering casing (2), or in a tubular part (2a) integral with this steering casing (2), characterized in that it is provided , at its periphery (9), elastic support tabs (12) which cooperate with the inner wall (2b) of the steering casing (2), or of the tubular part (2a) integral with this casing (2) ,

in which said pusher (5) is guided in sliding.

2. Pusher for rack-and-pinion steering according to claim 1, characterized in that the elastic support tongues (12) are produced

in one piece, in particular by molding, with the body of the pusher (5).

3. Pusher for rack and pinion steering according to claim 1 or 2, characterized in that the elastic support tongues (12) comprise a first series of tongues (12) distributed around the pusher (5), towards its end (10 ) distant from the rack (4), and a second series of tongues (12) distributed around the pusher (5), towards its end (11)

supported on the rack (4).

4. Pusher for rack and pinion steering according to claim 3, characterized in that each of the two series of elastic support tongues (12) comprises tongues (12) regularly distributed around the pusher (5), for example four tongues ( 12), distributed at regular angular intervals of 90, the pusher (5) being in this case provided, in total, with eight elastic support tabs (12). 30

5. Pusher for rack-and-pinion steering according to any one of

Claims 1 to 4, characterized in that each elastic support tongue (12) takes place, at least partially, in a corresponding recess (13), hollowed out in the body of the pusher (5), the tongue (12) 35 having , due to its elasticity, mobility relative to the recess

(13) corresponding, allowing it to be more or less embedded in this

recess (13).

6. Pusher for rack-and-pinion steering according to all 5 of claims 2 and 5, characterized in that each recess (13) is

presents as a groove formed at the periphery (9) of the pusher, parallel to its axis (A), and in that the corresponding tongue (12) comprises an arm (12a) attached to one end of the groove (13) and s extending in the longitudinal direction of this groove (13), and an enlarged head (12b) formed at the free end of the arm (12a), this head (12b) cooperating with the inner wall (2b) of the steering casing (2) or the tubular part

(2a) integral with this casing (2).

7. Pusher for rack-and-pinion steering according to claim 6, characterized in that the enlarged head (12b) of each elastic support tongue (12) has a rounded profile, which is turned towards the outside of the

pusher (5).