FR2849141A1

FR2849141A1 - Radial self-adjusting device for motor vehicle steering rack gear has elastic element mounted on gear, with gear pushed back against internal wall of casing accommodating gear with force greater than that to slide rack on gear

Info

Publication number: FR2849141A1
Application number: FR0216381A
Authority: FR
Inventors: Dominique Couchoux
Original assignee: Societe de Mecanique dIrigny
Current assignee: JTEKT Automotive Lyon SAS
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2004-06-25
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: DE10359899A1; FR2849141B1

Abstract

The device includes an elastic element (11) mounted on the gear (5) and acting on the periphery (9) of the gear, along an axis (D) parallel to the longitudinal sliding axis (C) of the steering rack (4). The gear is pushed back so as to be applied against a cylindrical internal wall (2b) of casing (2a) accommodating the gear, with a force (F) greater than the effort necessary to slide the steering rack on the gear.

Description

La présente invention concerne, de façon générale, les directions àThe present invention relates, in general, to the directions to

crémaillère des véhicules automobiles Plus particulièrement, cette invention s'intéresse à l'élément dit "poussoir" d'une telle direction et elle se rapporte, plus spécialement encore, à un dispositif de rattrapage de jeu radial d'un poussoir de direction à crémaillère. rack and pinion of motor vehicles More particularly, this invention relates to the so-called "pusher" element of such a direction and it relates, more especially still, to a device for compensating for radial play of a rack pusher .

Dans un système de direction à crémaillère, un pignon de direction est lié en rotation avec la colonne de direction, manoeuvrée à l'aide du volant de conduite du véhicule, le pignon venant en prise avec une crémaillère montée coulissante dans un carter de direction Les deux extrémités de la 10 crémaillère, extérieures au carter, sont accouplées à des biellettes de direction associées respectivement aux roues directrices droite et gauche du véhicule. In a rack-and-pinion steering system, a steering pinion is linked in rotation with the steering column, maneuvered using the vehicle steering wheel, the pinion engaging with a rack slidingly mounted in a steering casing Les two ends of the rack, external to the casing, are coupled to steering rods associated respectively with the right and left steering wheels of the vehicle.

Ainsi, la rotation du volant dans un sens ou dans l'autre, donc la rotation correspondante du pignon de direction, est convertie en une translation correspondante de la crémaillère qui, par l'intermédiaire des biellettes, 15 provoque elle-même l'orientation des roues directrices du véhicule, pour un braquage à droite ou à gauche. Thus, the rotation of the steering wheel in one direction or the other, therefore the corresponding rotation of the steering pinion, is converted into a corresponding translation of the rack which, by means of the rods, itself causes the orientation steering wheels of the vehicle, for steering to the right or left.

De manière assez habituelle, dans ce type de direction, la crémaillère est maintenue en contact d'engrènement permanent contre le pignon à l'aide d'un organe mécanique désigné comme "poussoir", qui est 20 monté coulissant suivant un axe perpendiculaire à l'axe longitudinal de coulissement de la crémaillère, et qui est sollicité élastiquement de manière à s'appuyer sur le dos de la crémaillère, par une partie terminale de forme adaptée, à l'opposé du pignon Grâce à un tel poussoir, les défauts d'engrènement de la crémaillère avec le pignon sont compensés, et ledit 25 poussoir assure également le guidage de la crémaillère. Quite usually, in this type of direction, the rack is kept in permanent meshing contact against the pinion by means of a mechanical member designated as a "pusher", which is slidably mounted along an axis perpendicular to the 'longitudinal axis of sliding of the rack, and which is resiliently biased so as to bear on the back of the rack, by a terminal portion of suitable shape, opposite the pinion With such a pusher, the defects of 'meshing of the rack with the pinion are compensated, and said pusher also ensures the guiding of the rack.

Le poussoir est monté coulissant dans une partie cylindrique correspondante du carter de direction, ou dans un carter auxiliaire Pour permettre le mouvement de coulissement du poussoir, en direction du dos de la crémaillère, un jeu radial doit être prévu entre la périphérie de ce poussoir, 30 d'une part, et la paroi intérieure cylindrique de la partie de carter correspondante ou du carter auxiliaire, d'autre part. The pusher is slidably mounted in a corresponding cylindrical part of the steering casing, or in an auxiliary casing To allow the sliding movement of the pusher, towards the back of the rack, a radial clearance must be provided between the periphery of this pusher, 30 on the one hand, and the cylindrical inner wall of the corresponding housing part or of the auxiliary housing, on the other hand.

Lors du fonctionnement de la direction, la crémaillère coulisse dans la partie terminale de forme adaptée du poussoir, en se déplaçant dans un sens ou dans l'autre selon le sens de rotation du volant de direction Lors d'une 35 inversion du sens de rotation du volant, donc du sens de coulissement de la crémaillère, et compte tenu du jeu radial précédemment mentionné, le poussoir est entraîné latéralement par la crémaillère, jusqu'à venir buter d'un côté ou de l'autre contre la paroi intérieure cylindrique de la partie de carter correspondante ou du carter auxiliaire Ce phénomène engendre des bruits. During steering operation, the rack slides in the adapted shaped end portion of the pusher, moving in one direction or the other depending on the direction of rotation of the steering wheel. When the direction of rotation is reversed of the flywheel, therefore of the direction of sliding of the rack, and taking into account the radial clearance previously mentioned, the pusher is driven laterally by the rack, until it comes to abut on one side or the other against the cylindrical inner wall of the corresponding part of the casing or of the auxiliary casing This phenomenon generates noises.

De plus, le jeu radial entre le poussoir et ladite partie de carter, 5 ou le carter auxiliaire, peut engendrer des vibrations qui remontent, le long de la colonne de direction, jusqu'au volant de conduite. In addition, the radial clearance between the pusher and said casing part, 5 or the auxiliary casing, can generate vibrations which go up, along the steering column, to the steering wheel.

La présente invention vise à éviter ces inconvénients, c'est-à-dire à supprimer les effets gênants résultant du jeu radial du poussoir, qu'il s'agisse des bruits ou des vibrations, tout en assurant le fonctionnement correct du 10 poussoir vis-à-vis de la crémaillère. The present invention aims to avoid these drawbacks, that is to say to eliminate the annoying effects resulting from the radial clearance of the pusher, whether noise or vibration, while ensuring the correct functioning of the screw pusher. opposite the rack.

A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif de rattrapage de jeu radial d'un poussoir de direction à crémaillère, ce dispositif étant constitué essentiellement par des moyens à ressort montés sur le poussoir et agissant au niveau de la périphérie du poussoir, suivant un axe parallèle à l'axe 15 longitudinal de coulissement de la crémaillère, en repoussant le poussoir de façon à appliquer ce poussoir contre la paroi intérieure cylindrique de la partie de carter ou du carter logeant ledit poussoir, les moyens à ressort étant prévus de manière à exercer sur le poussoir un effort latéral supérieur à l'effort nécessaire pour faire coulisser la crémaillère sur le poussoir. To this end, the subject of the invention is a device for compensating for radial play in a rack steering pushrod, this device essentially consisting of spring means mounted on the pushbutton and acting at the periphery of the pushbutton, along an axis parallel to the longitudinal axis 15 of sliding of the rack, pushing the pusher so as to apply this pusher against the cylindrical inner wall of the housing part or of the housing housing said pusher, the spring means being provided for so as to exert on the pusher a lateral force greater than the force necessary to slide the rack on the pusher.

Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les moyens à ressort sont constitués par un élément élastique, logé au moins partiellement dans une encoche ou rainure creusée à la périphérie du poussoir. In a preferred embodiment of the invention, the spring means consist of an elastic element, housed at least partially in a notch or groove hollowed out at the periphery of the pusher.

L'élément élastique est, par exemple, une pièce réalisée dans une matière de type élastomère Cette pièce peut posséder une forme générale 25 oblongue, de préférence avec un évidement central. The elastic element is, for example, a part made of a material of the elastomer type. This part may have a generally oblong shape, preferably with a central recess.

L'invention fournit ainsi une solution technique simple, qui permet de rattraper le jeu adial du poussoir, en appliquant de façon permanente ce poussoir contre une génératrice de la paroi intérieure cylindrique de la partie de carter, ou du carter auxiliaire, dans lequel ledit poussoir est lui-même monté de 30 façon coulissante Compte tenu de la valeur de l'effort d'application du poussoir contre la paroi précitée, le poussoir n'est plus entraîné par la crémaillère lors du coulissement de celle-ci, de sorte que toute entrée en contact bruyante du poussoir contre ladite paroi est supprimée L'immobilisation radiale du poussoir, et l'effet d'amortissement créé par les moyens élastiques associés à 35 ce poussoir, évitant aussi la remontée de vibrations vers le volant de conduite. The invention thus provides a simple technical solution which makes it possible to make up for the adial clearance of the pusher, by permanently applying this pusher against a generator of the cylindrical inner wall of the casing part, or of the auxiliary casing, in which said pusher is itself mounted in a sliding manner Taking into account the value of the force of application of the pusher against the aforementioned wall, the pusher is no longer driven by the rack during the sliding thereof, so that any the noisy contact of the pusher against said wall is eliminated. The radial immobilization of the pusher, and the damping effect created by the elastic means associated with this pusher, also avoiding the rise of vibrations towards the steering wheel.

De toute façon, I'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 rattrapage de jeu radial d'un poussoir de direction à crémaillère: Figure 1 est une vue partielle, en coupe, dans la région du poussoir, d'une direction à crémaillère avec dispositif de rattrapage de jeu radial conforme à la présente invention; Figure 2 est une vue en coupe, suivant 11-11 de figure 1; Figure 3 est une vue en perspective du poussoir seul, avec son 10 élément élastique. In any case, the invention will be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended diagrammatic drawing representing, by way of example, an embodiment of this device for taking up radial clearance of a ratchet steering plunger: Figure 1 is a partial view, in section, in the region of the plunger, of a rack steering with radial clearance take-up device according to the present invention; Figure 2 is a sectional view along 11-11 of Figure 1; Figure 3 is a perspective view of the pusher alone, with its elastic element.

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 4 a vient en prise avec le pignon 3, accouplé à la colonne de direction (non représentée). 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, coupled to the steering column ( not shown).

Le carter de direction 2 possède une partie tubulaire 2 a, ouverte vers l'extérieur, dont l'axe central A s'étend orthogonalement à l'axe de rotation B du pignon 3 et à l'axe longitudinal de coulissement C de la crémaillère 4 La partie tubulaire 2 a possède une paroi intérieure 2 b cylindrique, lisse. The steering casing 2 has a tubular part 2a, open towards the outside, the central axis A of which extends orthogonally to the axis of rotation B of the pinion 3 and to the longitudinal axis of sliding C of the rack 4 The tubular part 2 a has a smooth cylindrical inner wall 2 b.

Les éléments de la "ligne poussoir", décrits ci-après, sont logés à l'intérieur de la partie tubulaire 2 a du carter 2. The elements of the "push line", described below, are housed inside the tubular part 2 a of the casing 2.

Ces éléments comprennent un poussoir proprement dit 5, guidé en coulissement suivant l'axe A dans la partie tubulaire 2 a De forme adaptée au profil du dos 4 b de la crémaillère 4, le poussoir 5 vient ici en contact avec cette 25 dernière directement, par sa partie terminale 5 a de conformation appropriée, à profil concave. These elements include an actual push-button 5, guided in sliding along the axis A in the tubular part 2a. Shaped to suit the profile of the back 4b of the rack 4, the push-button 5 comes into contact with the latter directly here, by its terminal part 5 a of appropriate conformation, with a concave profile.

La partie tubulaire 2 a du carter 2 est fermée par une vis de réglage 6, qui est vissée dans un taraudage de cette partie tubulaire 2 a. The tubular part 2 a of the casing 2 is closed by an adjustment screw 6, which is screwed into a thread of this tubular part 2 a.

Un ressort hélicodal 7, ou autre élément élastique, est comprimé entre la vis 30 de réglage 6 et le poussoir 5, le ressort 7 étant logé partiellement dans un évidement central 8 du poussoir 5 La poussée du ressort 7 appuie la partie terminale 5 a du poussoir 5 contre le dos 4 b de la crémaillère 4. A helical 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 pusher 5 The thrust of the spring 7 supports the end part 5 a of the push button 5 against the back 4 b of the rack 4.

Le poussoir 5, représenté seul sur la figure 3, possède une surface latérale cylindrique 9, dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre 35 intérieur de la partie tubulaire 2 a du carter 2 Un jeu radial est ainsi présent, à l'origine, entre le poussoir 5 d'une part et la paroi intérieure 2 b de la partie tubulaire 2 a d'autre part. The pusher 5, shown alone in FIG. 3, has a cylindrical lateral surface 9, the diameter of which is slightly less than the inside diameter of the tubular part 2 a of the casing 2 A radial clearance is thus present, originally, between the pusher 5 on the one hand and the inner wall 2 b of the tubular part 2 a on the other hand.

Selon l'invention, pour le rattrapage de ce jeu radial, le poussoir 5 est pourvu à la périphérie d'une encoche 10, qui est creusée dans la surface latérale cylindrique 9 et reçoit un élément élastique 11. According to the invention, to take up this radial clearance, the pusher 5 is provided at the periphery of a notch 10, which is hollowed out in the cylindrical lateral surface 9 and receives an elastic element 11.

Plus particulièrement, l'encoche 10 est ménagée de manière à placer l'élément élastique dans le plan défini par l'axe A de la partie tubulaire 2 a et par l'axe longitudinal de coulissement C de la crémaillère. More particularly, the notch 10 is arranged so as to place the elastic element in the plane defined by the axis A of the tubular part 2 a and by the longitudinal sliding axis C of the rack.

Quant à l'élément élastique 11, il s'agit ici d'une pièce réalisée dans 10 une matière de type élastomère, cette pièce possédant une forme générale oblongue, et présentant un évidement central 1 la, voir figure 2. As for the elastic element 11, it is here a part made of a material of the elastomer type, this part having a generally oblong shape, and having a central recess 11a, see FIG. 2.

Lorsque le poussoir 5 est en place dans la partie tubulaire 2 a du carter 2, l'élément élastique 11 s'applique contre la paroi intérieure cylindrique 2 b de cette partie tubulaire 2 a, sur une génératrice de ladite 15 paroi 22 qui intersecte l'axe longitudinal de coulissement C de la crémaillère. When the pusher 5 is in place in the tubular part 2 a of the casing 2, the elastic element 11 is applied against the cylindrical inner wall 2 b of this tubular part 2 a, on a generatrix of said wall 22 which intersects the 'longitudinal sliding axis C of the rack.

Ainsi, l'élément élastique 11 est comprimé et il agit lui-même sur le poussoir 5, suivant un axe D parallèle à l'axe longitudinal de coulissement C de la crémaillère 4 Le poussoir 5 se trouve donc repoussé contre la paroi intérieure cylindrique 2 b de la partie tubulaire 2 a, suivant une génératrice de 20 ladite paroi qui est diamétralement opposée à l'élément élastique 11. Thus, the elastic element 11 is compressed and it acts itself on the pusher 5, along an axis D parallel to the longitudinal sliding axis C of the rack 4 The pusher 5 is therefore pushed against the cylindrical inner wall 2 b of the tubular part 2 a, along a generatrix of said wall which is diametrically opposite the elastic element 11.

Le dimensionnement de l'élément élastique 11, et son matériau constitutif, sont tels que l'effort radial F exercé sur le poussoir 5 par cet élément élastique 11 est supérieur à l'effort nécessaire pour faire coulisser la crémaillère 4 sur la partie terminale 5 a du poussoir 5 Ainsi, ce poussoir 5 reste 25 appliqué en permanence contre la paroi 2 b; il ne "suit" par les déplacements en sens alternés de la crémaillère 4. The dimensioning of the elastic element 11, and its constituent material, are such that the radial force F exerted on the pusher 5 by this elastic element 11 is greater than the force necessary to slide the rack 4 on the terminal part 5 a of pusher 5 Thus, this pusher 5 remains permanently applied against the wall 2b; it does not "follow" the displacements in alternating directions of the rack 4.

Le dispositif objet de l'invention assure donc, de cette manière, un rattrapage permanent du jeu radial du poussoir 5, évitant les bruits et les vibrations qui sont habituellement la conséquence de ce jeu radial. The device which is the subject of the invention therefore ensures, in this way, permanent compensation for the radial clearance of the pusher 5, avoiding the noises and vibrations which are usually the consequence of this radial clearance.

De plus, par suite de l'application de l'élément élastique 11 contre la paroi 2 b, le déplacement du poussoir 5 suivant l'axe A se trouve plus ou moins freiné, ce qui réduit aussi les bruits pouvant être engendrés par un tel mouvement. Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas à la seule forme 35 d'exécution de ce dispositif de rattrapage de jeu radial d'un poussoir de direction à crémaillère 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 remplaçant la pièce en élastomère par tous moyens à ressort équivalents, réalisés en toutes matières 5 appropriées, agissant dans la même zone du poussoir pour produire le même effet; en appliquant le dispositif à des poussoirs de toutes configurations, logés soit dans une partie du carter principal de la direction, soit dans un carter auxiliaire fixé 10 rigidement au carter principal; 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 vis de 15 réglage par un moyen de réglage quelconque; en destinant ce dispositif à toutes directions à crémaillère, qu'il s'agisse de directions manuelles ou de directions assistées. In addition, as a result of the application of the elastic element 11 against the wall 2b, the movement of the pusher 5 along the axis A is more or less braked, which also reduces the noise that can be generated by such movement. It goes without saying that the invention is not limited to the sole embodiment of this radial clearance take-up device of a rack steering push rod. It embraces, on the contrary, all the variant embodiments and of application respecting the same principle It is thus, in particular, that one would not depart from the scope of the invention: by replacing the elastomer part by any equivalent spring means, made of all appropriate materials, acting in the same area of the pusher to produce the same effect; by applying the device to tappets of all configurations, housed either in a part of the main steering casing, or in an auxiliary casing rigidly fixed to the main casing; 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 by an adjusting means any; by making this device available for all rack and pinion directions, whether manual or assisted.

Claims

1 Device for compensating for radial play in a motor vehicle rack steering plunger, the plunger (5) being slidably mounted, 5 along an axis (A) perpendicular to the longitudinal sliding axis (C) of the rack ( 4), in a casing part (2 a) or in a casing with cylindrical inner wall (2 b), and this pusher (5) being resiliently supported, by an end part (5 a), on the back (4 b ) of the rack (4), characterized in that it is constituted by spring means (11) mounted on the pusher (5) and acting at the periphery (9) of the pusher (5), according to a axis (D) parallel to the longitudinal sliding axis (C) of the rack (4), pushing the pusher (5) so as to apply this pusher (5) against the cylindrical inner wall (2b) of the part of casing (2 a) or of the casing housing said pusher (5), the spring means (11) being provided so as to exe Rcce on the pusher (5) an effort (F) greater than the effort necessary to slide the rack (4) on the pusher (5).

2 radial clearance take-up device according to claim 1, characterized in that the spring means consist of an elastic element (11), housed at least partially in a notch (10) or a groove dug at the periphery (9 ) of the pusher (5).

3 radial clearance take-up device according to claim 2, characterized in that the elastic element is a part (11) made of a material of elastomer type.

4 radial clearance take-up device according to claim 3, characterized in that said part (11) has a generally oblong shape, preferably with a central recess (1 la).