FR2865703A1 - Pinion line fixing device for motor vehicle, has cartridge that is mounted inside tubular part of gearbox casing and includes tapered outer surface on which annular throat is maintained - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne, de façon générale, les directions àThe present invention relates generally to directions to
crémaillère des véhicules automobiles. Plus particulièrement, cette invention s'intéresse à un dispositif de fixation de la "ligne pignon", c'est-à-dire de la rack of motor vehicles. More particularly, this invention is concerned with a device for fixing the "pinion line", that is to say, the
partie qui supporte le pignon de direction et son arbre, ainsi que les roulements ou paliers par l'intermédiaire desquels le pignon est monté tournant dans le carter. which supports the pinion and its shaft, and bearings or bearings through which the pinion is rotatably mounted in the housing.
Dans une 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 automobile, le pignon de direction venant en prise avec une crémaillère qui est montée coulissante longitudinalement dans le carter de direction. Les deux extrémités de la crémaillère, extérieures à ce carter, sont accouplées à des biellettes de direction associées respectivement aux roues directrices droite et gauche du véhicule. 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 dans le carter. La translation de la crémaillère provoque elle-même, par l'intermédiaire des biellettes de direction, l'orientation des roues directrices du véhicule, pour un braquage à droite ou à gauche, selon le sens dans lequel est tourné le volant. In a rack-and-pinion direction, a steering pinion is rotatably connected to the steering column, operated with the steering wheel of the motor vehicle, the steering pinion engaging a rack which is slidably mounted longitudinally in the steering wheel. steering gear. The two ends of the rack, external to this housing, are coupled to steering rods respectively associated with the right and left steering wheels of the vehicle. Thus, the rotation of the steering wheel in one direction or the other, and therefore the corresponding rotation of the steering pinion, is converted into a corresponding translation of the rack in the housing. The translation of the rack itself causes, via the steering rods, the orientation of the steering wheels of the vehicle, for a turning right or left, depending on the direction in which the steering wheel is turned.
Le pignon de direction possède habituellement un arbre, qui sort du carter de direction et qui est raccordé à la colonne de direction, l'ensemble constitué par ce pignon et par son arbre étant monté tournant dans le carter par l'intermédiaire d'une part d'un palier d'extrémité, notamment constitué par un douille à aiguilles, et d'autre part, d'un roulement à billes, un joint annulaire assurant l'étanchéité autour de l'arbre du pignon, vers l'endroit où cet arbre sort du carter. The steering pinion usually has a shaft, which leaves the steering gear and which is connected to the steering column, the assembly consisting of the pinion and its shaft being rotatably mounted in the housing through a hand an end bearing, in particular constituted by a needle bushing, and secondly, a ball bearing, an annular seal sealing around the pinion shaft, to the place where this tree comes out of the crankcase.
A titre d'exemples de cet état de la technique, il est ici fait référence aux documents EP 1 059 219 Al et EP 1 093 991 Al. As examples of this state of the art, reference is made to the documents EP 1 059 219 A1 and EP 1 093 991 A1.
Actuellement, dans ce genre de réalisations, le roulement est maintenu au fond de son logement par un anneau élastique fendu, du genre "CIRCLIPS", qui nécessite l'usinage, à l'intérieur du carter, d'une gorge annulaire prévue pour recevoir ledit anneau élastique, et d'un logement pour le roulement. Le joint d'étanchéité doit, quant à lui, être bridé sur le carter. Ainsi, le montage complet de la ligne pignon nécessite d'une part un usinage intérieur du carter, pour le maintien et pour le logement du roulement, et d'autre part une fixation séparée du joint d'étanchéité. Les opérations de montage de la ligne pignon restent donc, globalement, relativement complexes et coûteuses à l'heure actuelle. Currently, in this type of embodiment, the bearing is held at the bottom of its housing by a split elastic ring, like "CIRCLIPS", which requires machining, inside the housing, an annular groove provided to receive said elastic ring, and a housing for rolling. The seal must be flanged on the housing. Thus, the complete assembly of the pinion line requires on the one hand an internal machining of the housing, for the maintenance and for the housing of the bearing, and on the other hand a separate attachment of the seal. The assembly operations of the sprocket line therefore remain, overall, relatively complex and expensive at present.
La présente invention vise à éviter ces inconvénients, et elle a donc pour but de simplifier le montage de la ligne pignon et de le rendre ainsi plus économique, notamment en s'affranchissant de tout usinage, tout en assurant très convenablement les fonctions de maintien du roulement et d'étanchéité. The present invention aims to avoid these drawbacks, and it therefore aims to simplify the assembly of the pinion line and thus make it more economical, especially by avoiding any machining, while ensuring very properly the functions of maintaining the rolling and sealing.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de fixation de la ligne pignon dans un carter de direction à crémaillère de véhicule automobile, la ligne pignon comprenant une partie tubulaire de carter entourant coaxialement l'ensemble constitué par le pignon de direction et par son arbre, ainsi qu'un palier d'extrémité et un roulement pour le montage tournant de cet ensemble, un organe d'étanchéité étant placé vers la sortie de l'arbre du pignon, ce dispositif de fixation étant caractérisé essentiellement en ce que le roulement et l'organe d'étanchéité sont montés et maintenus dans une cartouche, elle-même insérée et immobilisée axialement dans la partie tubulaire du carter. For this purpose, the subject of the invention is a device for fixing the pinion line in a motor vehicle rack housing, the pinion line comprising a tubular housing part coaxially surrounding the assembly consisting of the steering pinion and by its shaft, and an end bearing and a bearing for the rotational mounting of this assembly, a sealing member being placed towards the output of the pinion shaft, this fixing device being essentially characterized in that the bearing and the sealing member are mounted and held in a cartridge, itself inserted and immobilized axially in the tubular portion of the housing.
La cartouche, recevant le roulement et l'organe d'étanchéité, est de préférence une pièce en matière synthétique. Cette cartouche possède avantageusement une surface extérieure globalement cylindrique, ou légèrement tronconique, pourvue de préférence d'excroissances venant en appui sur la paroi intérieure de la partie tubulaire du carter; les excroissances sont par exemple constituées par des nervures paralllèlres à l'axe de la cartouche, et de profil arrondi. The cartridge, receiving the bearing and the sealing member, is preferably a piece of synthetic material. This cartridge advantageously has a generally cylindrical outer surface, or slightly frustoconical, preferably provided with protrusions bearing on the inner wall of the tubular portion of the housing; the protuberances are for example constituted by ribs parallel to the axis of the cartridge, and rounded profile.
Ainsi, l'idée inventive consiste ici à intercaler une cartouche, de forme générale cylindrique, ou légèrement tronconique, entre le roulement et l'organe d'étanchéité, d'une part, et la partie tubulaire du carter, d'autre part, la matière constitutive et la forme extérieure de ladite cartouche étant choisies de manière à permettre son adaptation dans la partie tubulaire du carter, en absorbant les écarts dimensionnels et les déformations de fabrication, sans qu'un usinage soit nécessaire, c'est-àdire en conservant la forme initale du carter, ou le cas échéant avec un usage limité et simple. Une forme extérieure légérement tronconique de la cartouche permet de s'accomoder des dépouilles de moulage du carter brut. Thus, the inventive idea here consists in inserting a cartridge of generally cylindrical or slightly frustoconical shape between the bearing and the sealing member, on the one hand, and the tubular part of the casing, on the other hand, the constituent material and the external shape of said cartridge being chosen so as to allow its adaptation in the tubular portion of the housing, by absorbing the dimensional differences and the manufacturing deformations, without the need for machining, ie in retaining the initial shape of the housing, or where appropriate with limited and simple use. A slightly frustoconical outer shape of the cartridge makes it possible to accommodate moldings of the raw casing.
Pour assurer le maintien du roulement et de l'organe d'étanchéité, la cartouche possède avantageusement un évidement central de profil étagé, formant des portées cylindriques successives, séparées par des épaulements annulaires, en particulier avec une portée de plus grand diamètre recevant le roulement, et une portée de plus petit diamètre recevant l'organe d'étanchéité. To ensure the maintenance of the bearing and the sealing member, the cartridge advantageously has a central recess of stepped profile, forming successive cylindrical surfaces, separated by annular shoulders, in particular with a bearing of larger diameter receiving the bearing , and a range of smaller diameter receiving the sealing member.
Ainsi, le roulement et l'organe d'étanchéité sont emboîtés dans la cartouche, et l'ensemble, c'est-à-dire la cartouche avec le roulement et l'organe d'étanchéité, est finalement immobilisé en translation axiale dans la partie tubulaire du carter. La cartouche peut, en particulier, être immobilisée axialement dans la partie tubulaire du carter au moyen d'une rondelle, notamment de type "éventail", appliquée contre la face frontale extérieure de la cartouche, et pressée par sa périphérie contre la paroi intérieure de la partie tubulaire du carter. Thus, the bearing and the sealing member are fitted into the cartridge, and the assembly, that is to say the cartridge with the bearing and the sealing member, is finally immobilized in axial translation in the tubular portion of the housing. The cartridge may, in particular, be immobilized axially in the tubular part of the casing by means of a washer, particularly of the "fan" type, applied against the outer end face of the cartridge, and pressed by its periphery against the inner wall of the cartridge. the tubular portion of the housing.
Enfin, la cartouche peut présenter, sur sa surface extérieure, une gorge annulaire qui reçoit un joint d'étanchéité annulaire venant en contact avec la paroi intérieure de la partie tubulaire du carter, de manière à réaliser une fermeture et une étanchéité complètes, vis-à-vis de l'extérieur, avec un organe d'étanchéité "dynamique" entre la cartouche et l'arbre du pignon de direction, et un joint d'étanchéité "statique" entre la périphérie de la cartouche et le carter. Finally, the cartridge may have, on its outer surface, an annular groove which receives an annular seal coming into contact with the inner wall of the tubular portion of the housing, so as to achieve a complete closure and sealing, vis- from the outside, with a "dynamic" sealing member between the cartridge and the steering gear shaft, and a "static" seal between the periphery of the cartridge and the housing.
L'invention sera de toute façon mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin annexé schématique représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce dispositif de fixation de la ligne pignon dans un carter de direction à crémaillère de véhicule automobile. The invention will in any case be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the accompanying schematic drawing showing, by way of example, an embodiment of this device for fixing the pinion line in a housing. rack-and-pinion steering system of a motor vehicle.
Figure 1 est une vue en coupe transversale d'une direction à crémaillère, la coupe passant par l'axe de la ligne pignon; Figure 2 est une vue en bout de cette ligne pignon, suivant la flèche F de la figure 1; Figure 3 représente, en vue de côté, la seule cartouche du dispositif de fixation de la ligne pignon des figures 1 et 2. Figure 1 is a cross-sectional view of a rack-and-pinion direction, the section passing through the axis of the pinion line; Figure 2 is an end view of this pinion line, along the arrow F of Figure 1; 3 shows, in side view, the only cartridge of the fastener of the pinion line of FIGS. 1 and 2.
La figure 1 représente partiellement une direction à crémaillère de véhicule automobile, et elle montre plus particulièrement le carter 2 logeant le pignon de direction 3 et la crémaillère 4, dont la denture 4a vient en prise avec le pignon 3, lui-même accouplé à la colonne de direciton (non représentée). L'axe de rotation A du pignon 3 s'étend suivant une direction formant un angle avec l'axe longitudinal de coulissement B de la crémaillère 4. FIG. 1 partially represents a rack-and-pinion steering of a motor vehicle, and it shows more particularly the casing 2 housing the steering pinion 3 and the rack 4, whose toothing 4a engages with the pinion 3, itself coupled to the direciton column (not shown). The axis of rotation A of the pinion 3 extends in a direction forming an angle with the longitudinal axis of sliding B of the rack 4.
Le carter de direction 2 possède une première partie tubulaire en saillie 2a, ouverte vers l'extérieur, dont l'axe central C s'étend orthogonalement à l'axe de rotation A du pignon 3 et à l'axe longitudinal de coulissement B de la crémaillère 3. A l'intérieur de la partie tubulaire 2a est monté coulissant un poussoir 5, qui est guidé en coulissement suivant l'axe C de cette partie tubulaire 2a. Une extrémité du poussoir 5 se présente comme une face de profil général concave, adaptée au dos de la crémaillère 4. Un ressort hélicoïdal 6, appuyé sur un bouchon ou une vis de réglage 7 obturant la partie tubulaire 2a, exerce une poussée axiale sur la poussoir 5, de manière à appuyer la face concave de ce dernier contre le dos de la crémaillère 4. Ce système de poussoir, qui ne fait pas l'objet de la présente invention, peut être remplacé par toute autre réalisation équivalente. The steering casing 2 has a first outwardly open tubular projecting portion 2a whose central axis C extends orthogonally to the axis of rotation A of the pinion 3 and to the longitudinal sliding axis B of FIG. the rack 3. Inside the tubular portion 2a is slidably mounted a pusher 5, which is slidably guided along the axis C of this tubular portion 2a. One end of the pusher 5 is a concave general profile face, adapted to the back of the rack 4. A coil spring 6, supported on a plug or a set screw 7 closing the tubular portion 2a, exerts an axial thrust on the push 5, so as to support the concave face of the latter against the back of the rack 4. This pusher system, which is not the subject of the present invention, can be replaced by any other equivalent embodiment.
Dans la suite, on considère plus particulièrement le montage de l'ensemble rigide constitué par le pignon de direction 3 proprement dit, et par l'arbre 8 de ce pignon 3, qui le prolonge vers l'extérieur, cet ensemble étant disposé suivant l'axe A précité, et l'arbre 8 constituant l'entrée de mouvement depuis la colonne de direction. In the following, we consider more particularly the assembly of the rigid assembly constituted by the steering pinion 3 itself, and by the shaft 8 of this pinion 3, which extends outwardly, this assembly being arranged according to the aforementioned axis A, and the shaft 8 constituting the movement input from the steering column.
Le carter de direction possède une seconde partie tubulaire en saillie 2b, qui entoure coaxialement l'arbre 8 du pignon 3, et au niveau de laquelle se situe le dispositif de fixation objet de l'invention, décrit ci-après en se référant aussi aux figures 2 et 3. The steering housing has a second projecting tubular portion 2b, which coaxially surrounds the shaft 8 of the pinion 3, and at which is located the fixing device object of the invention, described below with reference also to the Figures 2 and 3.
L'extrémité du pignon 3 proprement dit, à l'opposé de l'arbre 8, est montée tournante dans le carter de direction 2 par l'intermédiaire d'un palier 9, notamment constitué par une douille à aiguilles. L'ensemble considéré est aussi monté tournant par l'intermédiaire d'un roulement à billes 10 placé au niveau de la partie tubulaire 2b du carter 2, le roulement 10 prenant ainsi place à la jonction du pignon 3 et de son arbre 8. Une bague d'étanchéité 11 est placée autour de l'arbre 8, à l'extérieur du roulement 10. The end of the pinion 3 itself, opposite the shaft 8, is rotatably mounted in the steering housing 2 by means of a bearing 9, in particular constituted by a needle bushing. The assembly considered is also rotatably mounted by means of a ball bearing 10 placed at the level of the tubular part 2b of the casing 2, the bearing 10 thus taking place at the junction of the pinion 3 and its shaft 8. sealing ring 11 is placed around the shaft 8, outside the bearing 10.
Une cartouche 12 en matière synthétique, représentée seule sur la figure 3, est montée à l'intérieur de la partie tubulaire 2b du carter 2, pour assurer le maintien du roulement 10 et de la bague d'étanchéité 11. A cartridge 12 of synthetic material, shown alone in FIG. 3, is mounted inside the tubular part 2b of the casing 2, in order to maintain the bearing 10 and the sealing ring 11.
La cartouche 12 possède une surface extérieure 12a globalement cylindrique, ou légèrement tronconique, mais pourvue d'excroissances 12b, par exemple des nervures parallèles à son axe et de profil arrondi, comme illustré sur le dessin. Cette configuration extérieure de la cartouche 12 assure son adaptation à la forme intérieure initiale de la partie tubulaire 2a du carter 2, sans qu'il soit nécessaire d'usiner intérieuerment cette partie de carter. The cartridge 12 has an outer surface 12a generally cylindrical, or slightly frustoconical, but provided with protuberances 12b, for example ribs parallel to its axis and rounded profile, as shown in the drawing. This external configuration of the cartridge 12 ensures its adaptation to the initial inner shape of the tubular portion 2a of the casing 2, without the need to machine this housing portion internally.
Par ailleurs, la cartouche 12 est largement évidée en son centre, l'évidement central de la cartouche 12 étant délimité par une paroi de profil étagé, définissant plusieurs portées intérieures cylindriques séparées par des épaulements annulaires, comme le montre la figure 1. Furthermore, the cartridge 12 is largely hollowed out at its center, the central recess of the cartridge 12 being delimited by a stepped profile wall, defining a plurality of cylindrical inner surfaces separated by annular shoulders, as shown in FIG.
Le roulement 10 est mis en place dans la portée intérieure cylindrique 12c de plus grand diamètre de la cartouche 12. La bague d'étanchéité 11 est mise en place dans une portée cylindrique 12d de plus petit diamètre de la cartouche 12. The bearing 10 is put in place in the cylindrical internal bearing surface 12c of larger diameter of the cartridge 12. The sealing ring 11 is put in place in a cylindrical bearing surface 12d of smaller diameter of the cartridge 12.
Sur la surface extérieure 12a de la cartouche 12 est encore 10 ménagée une gorge annulaire 12e, laquelle reçoit un joint d'étanchéité torique 13. On the outer surface 12a of the cartridge 12 is further formed an annular groove 12e, which receives an O-ring seal 13.
L'ensemble constitué par la cartouche 12, et par le roulement 10 et la bague d'étanchéité 11 maintenus dans ladite cartouche 12, est introduit dans la partie tubulaire 2b du carter 2, et cet ensemble est immobilisé en translation dans la partie tubulaire 2b, par une rondelle 14 du type "éventail", appliquée contre la face frontale extérieure de la cartouche 12 et pressée par sa périphérie contre la paroi intérieure de la partie tubulaire 2b. Le joint torique 13 assure l'étanchéité entre la cartouche 12 ainsi montée et la paroi intérieure de la partie tubulaire 2b du carter 2 Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif de fixation de ligne pignon 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 donnant toutes formes de détail à la cartouche et en réalisant cet élément en toute matière appropriée; en particulier, en remplaçant les nervures extérieures de cette cartouche par toutes autres excroissances, dont les formes peuvent être quelconques; - dans le cas d'un carter lisse, en supprimant toutes nervures ou autres excroissances; en adaptant le même dispositif de fixation à tout type de carter, en métal ou alliage, tel que tôle d'acier ou aluminium, ou en matière synthétique, ou encore en matériau composite, la partie tubulaire concernée du carter pouvant être obtenue par un tube étiré soudé, ou par déformation à froid, en particulier par extrusion; en destinant ce dispositif à toutes directions à crémaillère, qu'il s'agisse de directions manuelles ou de directions assistées. The assembly consisting of the cartridge 12, and the bearing 10 and the sealing ring 11 held in said cartridge 12, is introduced into the tubular portion 2b of the housing 2, and this assembly is immobilized in translation in the tubular portion 2b , by a washer 14 of the "fan" type, applied against the outer end face of the cartridge 12 and pressed by its periphery against the inner wall of the tubular portion 2b. The O-ring 13 seals between the cartridge 12 thus mounted and the inner wall of the tubular portion 2b of the casing 2. It goes without saying that the invention is not limited to the sole embodiment of this device. sprocket line attachment which has been described above, as an example; it embraces, on the contrary, all variants of implementation and application respecting the same principle. Thus, in particular, one would not move away from the scope of the invention: - by giving all forms of detail to the cartridge and realizing this element in any appropriate material; in particular, by replacing the outer ribs of this cartridge by any other growths, the shapes of which may be arbitrary; - in the case of a smooth casing, removing any ribs or other growths; by adapting the same fastening device to any type of casing, metal or alloy, such as sheet steel or aluminum, or synthetic material, or composite material, the relevant tubular part of the housing can be obtained by a tube stretched welded, or by cold deformation, in particular by extrusion; by targeting this device to all cogwheel directions, whether manual or assisted steering.
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| FR0400829A FR2865703B1 (en) | 2004-01-29 | 2004-01-29 | DEVICE FOR FIXING THE PINION LINE IN A DIRECTION HOUSING WITH A RACK FOR A MOTOR VEHICLE |
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| FR0400829A FR2865703B1 (en) | 2004-01-29 | 2004-01-29 | DEVICE FOR FIXING THE PINION LINE IN A DIRECTION HOUSING WITH A RACK FOR A MOTOR VEHICLE |
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| FR2865703A1 true FR2865703A1 (en) | 2005-08-05 |
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| FR (1) | FR2865703B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7364005B2 (en) | 2003-12-18 | 2008-04-29 | Zf Lenksysteme Gmbh | Steering system |
Citations (3)
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| GB1468183A (en) * | 1974-09-23 | 1977-03-23 | Burman & Sons Ltd | Steering gear |
| US5489004A (en) * | 1994-03-18 | 1996-02-06 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Variable ratio steering system |
| EP1044862A1 (en) * | 1999-04-12 | 2000-10-18 | Visteon Automotive Systems Inc. | Adjustable steering mechanism assembly for automotive vehicles |
-
2004
- 2004-01-29 FR FR0400829A patent/FR2865703B1/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| FR2865703B1 (en) | 2007-03-16 |
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Effective date: 20120620 |
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Effective date: 20140930 |