FR2851540A1

FR2851540A1 - Vehicle steering rack yoke, has face of concave contour, at back of steering rack and including ribs that are separated by grooves, and partitions transverse to grooves, in plane perpendicular to displacement direction of rack

Info

Publication number: FR2851540A1
Application number: FR0302173A
Authority: FR
Inventors: Yannick Lecourt
Original assignee: Societe de Mecanique dIrigny
Current assignee: JTEKT Automotive Lyon SAS
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-08-27
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: FR2851540B1

Abstract

The yoke has a face of concave contour, at back of a steering rack. The face of concave contour is provided with ribs that are separated by grooves to form reduced contact surface between yoke and steering rack. Partitions are formed transverse to the grooves and in a plane perpendicular to the direction of displacement of the steering rack. The partitions and the grooves delimit multiple cavities of grease supply.

Description

II

La présente invention concerne, de façon générale, les systèmes de direction pour véhicules automobiles. Elle se rapporte, plus particulièrement, aux directions mécaniques à crémaillère et encore plus précisément, dans ce 5 type de directions, à l'élément désigné comme "poussoir", dont la fonction est de maintenir la crémaillère en contact avec le pignon de direction. The present invention relates, in general, to steering systems for motor vehicles. It relates, more particularly, to the mechanical rack-and-pinion directions and even more precisely, in this type of direction, to the element designated as "pusher", the function of which is to keep the rack in contact with the steering pinion.

Dans une direction mécanique à crémaillère de véhicule automobile, la rotation appliquée par le volant de conduite sur la colonne de direction se reporte sur le pignon de direction, lequel engrène avec la 10 crémaillère pour convertir la rotation de la colonne de direction en une translation latérale. Le dispositif pignon-crémaillère est monté dans un ensemble carter, réalisé dans un matériau métallique ou dans une matière synthétique. In a mechanical rack and pinion steering of a motor vehicle, the rotation applied by the steering wheel on the steering column is transferred to the steering pinion, which meshes with the rack to convert the rotation of the steering column into a lateral translation. . The rack and pinion device is mounted in a housing assembly, made of a metallic material or a synthetic material.

Les efforts appliqués sur ces éléments lors de l'utilisation du 15 véhicule, conjugués aux imprécisions d'usinage, conduisent à des déformations élastiques, notamment de la crémaillère, qui induisent des conditions fonctionnelles rédhibitoires. The forces applied to these elements during the use of the vehicle, combined with the machining inaccuracies, lead to elastic deformations, in particular of the rack, which induce unacceptable functional conditions.

Pour assurer une transmission régulière, précise et silencieuse au mécanisme de direction, afin d'obtenir un fonctionnement satisfaisant, il est 20 prévu un dispositif d'appui permanent, appelé "ligne poussoir", qui permet de renforcer et de contrôler le contact de la crémaillère avec le pignon de direction en compensant les jeux. Des exemples de lignes poussoir connues sont donnés dans les demandes de brevets européens no0 758 605 et n0 0 860 345, ou dans la demande de brevet français n0 2 663 284. To ensure regular, precise and silent transmission to the steering mechanism, in order to obtain satisfactory operation, there is provided a permanent support device, called "push line", which makes it possible to strengthen and control the contact of the rack with the steering pinion to compensate for the clearances. Examples of known push lines are given in European patent applications no. 758 605 and no. 0 860 345, or in French patent application no. 2 663 284.

Pour assurer sa fonction d'appui de la crémaillère sur le pignon, avec un effort contrôlé, la ligne poussoir se compose habituellement des éléments suivants: - un poussoir proprement dit, de forme adaptée au contact avec la crémaillère, qui est guidé dans le carter ou est 30 réalisé d'une seule pièce avec ce dernier, le poussoir étant réalisé en un seul matériau ou en plusieurs matériaux, métallique(s) ou synthétique(s); - éventuellement une rondelle d'appui métallique, pressée contre le poussoir, du côté opposé à la crémaillère; 35 - des moyens à ressort, sous la forme d'un ressort à spires et/ou de rondelles-ressort calibrées, qui transmettent un effort axial au poussoir, directement ou par l'intermédiaire de la rondelle d'appui; -un organe de réglage, en particulier une vis guidée par son filetage dans le carter, assurant une compression des 5 moyens à ressort, tout en permettant un réglage de cette compression. To ensure its support function of the rack on the pinion, with a controlled effort, the pusher line usually consists of the following elements: - a pusher proper, of a shape adapted to contact with the rack, which is guided in the housing or is made in one piece with the latter, the pusher being made of a single material or of several materials, metallic (s) or synthetic (s); - possibly a metal support washer, pressed against the pusher, on the side opposite to the rack; 35 - spring means, in the form of a coil spring and / or of calibrated spring washers, which transmit an axial force to the pusher, directly or through the support washer; an adjustment member, in particular a screw guided by its thread in the casing, ensuring compression of the 5 spring means, while allowing adjustment of this compression.

Dans un système de direction habituel, pourvu d'une telle ligne poussoir, il existe un effort de frottement important entre la crémaillère et le poussoir, résultant de la surface de contact importante entre ces deux pièces. 1 0 L'aire de cette surface de contact a une influence non négligeable sur l'effort nécessaire pour le coulissement de la crémaillère. In a usual steering system, provided with such a pusher line, there is a significant friction force between the rack and the pusher, resulting from the large contact surface between these two parts. 1 0 The area of this contact surface has a significant influence on the force required for the sliding of the rack.

La présente invention a pour but de réduire cette surface de contact entre le poussoir et la crémaillère, afin de diminuer les efforts de frottement et de coulissement, tout en conservant la fonction du poussoir, 1 5 par une solution techniquement simple. The present invention aims to reduce this contact surface between the pusher and the rack, in order to reduce the friction and sliding forces, while retaining the function of the pusher, 1 5 by a technically simple solution.

A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un poussoir pour direction à crémaillère de véhicule automobile, le poussoir possédant une face de profil général concave, adaptée au dos de la crémaillère, et ce poussoir étant caractérisé par le fait que ladite face de profil général concave est 20 pourvue de portées séparées par des évidements, de manière à former une surface de contact réduite entre le poussoir et la crémaillère. To this end, the subject of the invention is essentially a pusher for rack-and-pinion steering of a motor vehicle, the pusher having a face of generally concave profile, adapted to the back of the rack, and this pusher being characterized in that said face of general concave profile is provided with spans separated by recesses, so as to form a reduced contact surface between the pusher and the rack.

Les portées formées sur la face de profil général concave du poussoir sont, de préférence, conformées en nervures parallèles, séparées par des évidements allongés, du genre rainures. The bearing surfaces formed on the generally concave profile face of the pusher are preferably formed in parallel ribs, separated by elongated recesses, of the groove type.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les portées en forme de nervures parallèles sont de forme arrondie et s'étendent, sur la face de profil général concave du poussoir, dans des plans transversaux à la direction de déplacement de la crémaillère. According to a first embodiment of the invention, the bearing surfaces in the form of parallel ribs are rounded in shape and extend, on the generally concave profile face of the pusher, in planes transverse to the direction of movement of the rack.

Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, les portées 30 en forme de nervures parallèles sont rectilignes et s'étendent, sur la face de profil général concave du poussoir, dans une direction parallèle à la direction de déplacement de la crémaillère. According to a second embodiment of the invention, the bearing surfaces 30 in the form of parallel ribs are rectilinear and extend, on the generally concave profile face of the pusher, in a direction parallel to the direction of movement of the rack.

Dans tous les cas, ces nervures constituent des portées réduites, pratiquement linéaires, qui permettent d'obtenir des contacts davantage 35 linéaires que surfaciques, entre le poussoir et le dos de la crémaillère. In all cases, these ribs constitute reduced, practically linear spans, which make it possible to obtain more linear than surface contact between the pusher and the back of the rack.

De préférence, lesdites nervures sont formées en relief, par rapport à une surface de base ou "semelle", de manière à limiter effectivement la zone de contact à ces nervures en évitant tout contact entre la crémaillère et la semelle, et à compenser l'usure due au frottement avec la crémaillère. Preferably, said ribs are formed in relief, relative to a base surface or "sole", so as to effectively limit the contact zone to these ribs by avoiding any contact between the rack and the sole, and to compensate for the wear due to friction with the rack.

Avantageusement, les évidements présents entre les portées, en particulier les rainures situées entre les nervures précitées, constituent au moins en partie des réserves de graisse. Lesdites rainures sont, de préférence, subdivisées par des cloisons transversales, de hauteur inférieure à celle des nervures, de manière à délimiter des cavités multiples, constituant autant de 10 petites réserves de graisse. En particulier, les cloisons transversales qui séparent les cavités remplies de graisse se situent à une hauteur qui est la même que celle de la semelle, donc est inférieure à celle des nervures. Advantageously, the recesses present between the surfaces, in particular the grooves located between the aforementioned ribs, constitute at least in part reserves of grease. Said grooves are preferably subdivided by transverse partitions, of height less than that of the ribs, so as to delimit multiple cavities, constituting as many small reserves of fat. In particular, the transverse partitions which separate the cavities filled with grease are situated at a height which is the same as that of the sole, therefore is less than that of the ribs.

La présence des réserves de graisse contribue à la réduction des efforts de frottement et de coulissement. The presence of fat reserves contributes to the reduction of friction and sliding forces.

De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence du dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques formes de réalisation de ce poussoir pour direction à crémaillère de véhicule automobile: Figure 1 est une vue en perspective d'un poussoir conforme à la 20 présente invention, dans un premier mode de réalisation; Figure 2 est une vue en coupe du poussoir de figure 1, avec 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 pusher for rack and pinion steering of a motor vehicle: 1 is a perspective view of a pusher according to the present invention, in a first embodiment; Figure 2 is a sectional view of the pusher of Figure 1, with

indication sommaire de la crémaillère; summary indication of the rack;

Figure 3 est une autre vue en coupe de ce poussoir, suivant la ligne 111111 de figure 2; Figure 4 est une vue en perpective d'un poussoir conforme à la présente invention, dans un second mode de réalisation; Figure 5 est une vue en coupe du poussoir de figure 4, avec Figure 3 is another sectional view of this pusher, along the line 111111 of Figure 2; Figure 4 is a perspective view of a pusher according to the present invention, in a second embodiment; Figure 5 is a sectional view of the pusher of Figure 4, with

indication sommaire de la crémaillère; summary indication of the rack;

Figure 6 est une autre vue en coupe de ce poussoir, suivant la 30 ligne VI-VI de figure 5. Figure 6 is another sectional view of this pusher, along line VI-VI of Figure 5.

Les figures montrent très partiellement une direction à crémaillère de véhicule automobile, avec son carter 2 logeant la crémaillère 3, dont la direction de déplacement est indiquée par un axe D. Un poussoir 4, guidé en coulissement dans le carter 2 suivant un axe A perpendiculaire à l'axe D, 35 est pressé selon la flèche F (par des moyens à ressort non représentés) contre le dos de la crémaillère 3. Comme le montrent notamment les figures 1 et 4, le poussoir 4 possède une face latérale cylindrique 5, par laquelle il est guidé dans le carter 2, et une face de profil général concave 6, adaptée au dos de la crémaillère 3, et coopérant avec cette dernière. La présente invention s'intéresse, plus particulièrement, à la structure de la face de profil concave 6. The figures very partially show a rack and pinion steering of a motor vehicle, with its casing 2 housing the rack and pinion 3, the direction of movement of which is indicated by an axis D. A pusher 4, guided in sliding in the casing 2 along a perpendicular axis A at axis D, 35 is pressed along arrow F (by spring means not shown) against the back of the rack 3. As shown in particular in FIGS. 1 and 4, the pusher 4 has a cylindrical lateral face 5, by which it is guided in the casing 2, and a generally concave profile face 6, adapted to the back of the rack 3, and cooperating with the latter. The present invention is concerned more particularly with the structure of the concave profile face 6.

Dans un premier mode de réalisation du poussoir 4, représenté sur les figures 1 à 3, la face de profil général concave 6, en particulier de profil semi-circulaire, possède une surface de base ou "semelle" 7, sur laquelle s'élèvent des nervures parallèles 8. Ces nervures 8, de forme arrondie notamment en demi-cercle, s'étendant dans des plans, tels que le plan P 10 indiqué pour l'une d'elles sur la figure 2, qui sont perpendiculaires à la direction de déplacement D de la crémaillère 3. In a first embodiment of the pusher 4, represented in FIGS. 1 to 3, the face of generally concave profile 6, in particular of semi-circular profile, has a base surface or "sole" 7, on which rise parallel ribs 8. These ribs 8, of rounded shape in particular in a semicircle, extending in planes, such as the plane P 10 indicated for one of them in FIG. 2, which are perpendicular to the direction displacement D of the rack 3.

Les différentes nervures arrondies 8 sont séparées les unes des autres par des rainures 9, elles aussi de forme arrondie et situées dans des plans perpendiculaires à la direction de déplacement D de la crémaillère 3. The different rounded ribs 8 are separated from each other by grooves 9, which are also rounded in shape and situated in planes perpendicular to the direction of movement D of the rack 3.

1 5 Comme le montrent plus particulièrement les figures 1 et 3, des cloisons 10 sont formées transversalement aux nervures 9, donc parallèlement à la direction de déplacement D de la crémaillère 3. Les cloisons 10 s'élèvent, par rapport au fond des rainures 9, à une hauteur h moindre que la hauteur H des nervures 8. En particulier, la hauteur h de ces 20 cloisons 10 peut être la même que celle de la semelle 7 précédemment mentionnée. 1 5 As shown more particularly in Figures 1 and 3, partitions 10 are formed transversely to the ribs 9, therefore parallel to the direction of movement D of the rack 3. The partitions 10 rise relative to the bottom of the grooves 9 , at a height h less than the height H of the ribs 8. In particular, the height h of these 20 partitions 10 may be the same as that of the sole 7 previously mentioned.

Comme le montre encore plus particulièrement la figure 1, l'ensemble des nervures 8 et des cloisons 10 délimite une multitude de petites cavités 11, disposées selon un quadrillage, qui constituent autant de réserves 25 de graisse. As shown more particularly in FIG. 1, the set of ribs 8 and partitions 10 delimits a multitude of small cavities 11, arranged in a grid pattern, which constitute as many fat reserves 25.

Lorsque le poussoir 4 est monté, sa surface de contact avec le dos de la crémaillère 3 est discontinue et se limite aux sommets des nervures arrondies 8, si bien que cette surface est notablement réduite (en comparaison avec une surface continue). De plus, les réserves de graisse retenues par les 30 cavités 11 améliorent le glissement du poussoir 4 relativement à la crémaillère 3. Les efforts de frottement et de coulissement sont ainsi diminués de manière sensible. When the pusher 4 is mounted, its contact surface with the back of the rack 3 is discontinuous and is limited to the tops of the rounded ribs 8, so that this surface is considerably reduced (in comparison with a continuous surface). In addition, the grease reserves retained by the cavities 11 improve the sliding of the pusher 4 relative to the rack 3. The friction and sliding forces are thus significantly reduced.

Dans un second mode de réalisation du poussoir 4, représenté sur les figures 4 à 6, la face de profil général concave 6, en particulier de profil 35 semi-circulaire, possède encore une surface de base ou "semelle" 7, sur laquelle s'élèvent ici des nervures parallèles 12 de forme rectiligne, qui s'étendent parallèlement à la direction de déplacement D de la crémaillère 3. Les différentes nervures rectilignes 12 sont séparées les unes des autres par des rainures 13, elles aussi de forme rectiligne et parallèles à la direction de déplacement D de la crémaillère 3. In a second embodiment of the pusher 4, shown in FIGS. 4 to 6, the face of generally concave profile 6, in particular of semi-circular profile 35, also has a base surface or "sole" 7, on which s here raise parallel ribs 12 of rectilinear shape, which extend parallel to the direction of movement D of the rack 3. The different rectilinear ribs 12 are separated from each other by grooves 13, also of rectilinear and parallel shape to the direction of movement D of the rack 3.

Comme le montre plus particulièrement la figure 4, des cloisons 14 sont formées transversalement aux nervures 12, c'est-à-dire dans le cas présent dans les plans perpendiculaires à la direction de déplacement D de la crémaillère 3. Les cloisons 14 ici de forme arrondie s'élèvent, par rapport au fond des rainures 13, à une hauteur h moindre que la hauteur H des 10 nervures 12. En particulier, la hauteur h desdites cloisons 14 peut être la même que celle de la semelle 7. As shown more particularly in FIG. 4, partitions 14 are formed transversely to the ribs 12, that is to say in the present case in the planes perpendicular to the direction of movement D of the rack 3. The partitions 14 here of rounded shape rise, relative to the bottom of the grooves 13, at a height h less than the height H of the 10 ribs 12. In particular, the height h of said partitions 14 can be the same as that of the sole 7.

L'ensemble des nervures 12 et des cloisons 14 délimite, ici encore, une multitude de petites cavités 15, disposées en quadrillage, qui constituent autant de réserves de graisse. The assembly of the ribs 12 and the partitions 14 delimits, here again, a multitude of small cavities 15, arranged in a grid, which constitute as many fat reserves.

Lorsque le poussoir 4 est monté, sa surface de contact avec le dos de la crémaillère 3 se limite aux sommets des nervures rectilignes 12, si bien que l'on obtient une surface de contact réduite qui diminue sensiblement les efforts de frottement et de coulissement, avec un effet encore amplifié par les réserves de graisse retenues dans les cavités 15. When the pusher 4 is mounted, its contact surface with the back of the rack 3 is limited to the tops of the rectilinear ribs 12, so that a reduced contact surface is obtained which significantly reduces the friction and sliding forces, with an effect further amplified by the fat reserves retained in the cavities 15.

Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce poussoir pour direction crémaillère 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. It goes without saying that the invention is not limited to the sole embodiments of this pusher for rack steering which have been described above, by way of examples; on the contrary, it embraces all of the variant embodiments and applications respecting the same principle.

C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention: - en modifiant le nombre et la disposition des nervures ou portées équivalentes; - en appliquant l'invention à des poussoirs de toutes formes, et en toutes matières; - en destinant ces poussoirs à des directions à crémaillère 30 de tout type, en particulier des directions manuelles ou des directions assistées. It is thus, in particular, that one would not depart from the scope of the invention: - by modifying the number and the arrangement of the ribs or equivalent scopes; - by applying the invention to pushers of all shapes, and in all materials; - By allocating these pushers to rack-and-pinion directions 30 of all types, in particular manual or power-assisted directions.

Claims

REVENDICATIONS

1. Poussoir pour direction à crémaillère de véhicule automobile, le poussoir (4) possédant une face (6) de profil général concave, adaptée au 5 dos de la crémaillère (3), caractérisé en ce que ladite face (6) de profil général concave est pourvue de portées (8; 12) séparées par des évidements (9; 13), de manière à former une surface de contact réduite entre le poussoir (4) et la crémaillère (3). 1. Pusher for rack-and-pinion steering of a motor vehicle, the pusher (4) having a face (6) of generally concave profile, adapted to the back of the rack (3), characterized in that said face (6) of general profile concave is provided with bearing surfaces (8; 12) separated by recesses (9; 13), so as to form a reduced contact surface between the pusher (4) and the rack (3).

2. Poussoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que les portées, formées sur la face (6) de profil général concave du poussoir (4), sont conformées en nervures parallèles (8; 12), séparées par des évidements allongés, du genre rainures (9; 13). 2. Pusher according to claim 1, characterized in that the bearing surfaces, formed on the face (6) of generally concave profile of the pusher (4), are shaped in parallel ribs (8; 12), separated by elongated recesses, of the groove type (9; 13).

3. Poussoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que les portées en forme de nervures parallèles (8; 12) sont de forme arrondie et s'étendent, sur la face (6) de profil général concave du poussoir (4), dans des plans (P) transversaux à la direction de déplacement (D) de la crémaillère (3). 3. Pusher according to claim 2, characterized in that the bearing in the form of parallel ribs (8; 12) are of rounded shape and extend, on the face (6) of generally concave profile of the pusher (4), in planes (P) transverse to the direction of movement (D) of the rack (3).

4. Poussoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que les portées en forme de nervures parallèles (12) sont rectilignes et s'étendent, sur la face (6) de profil général concave du poussoir (4), dans une direction parallèle à la direction de déplacement (D) de la crémaillère (3). 4. Pusher according to claim 2, characterized in that the bearing surfaces in the form of parallel ribs (12) are rectilinear and extend, on the face (6) of generally concave profile of the pusher (4), in a direction parallel to the direction of movement (D) of the rack (3).

5. Poussoir selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que lesdites nervures (8; 12) sont formées en relief, par rapport à une surface de base ou "semelle" (7). 5. Pusher according to any one of claims 2 to 4, characterized in that said ribs (8; 12) are formed in relief, relative to a base surface or "sole" (7).

6. Poussoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, 30 caractérisé en ce que les évidements présents entre les portées, en particulier les rainures (9; 13) situées entre les nervures (8; 12) précitées, constituent au moins en partie des réserves de graisse (11; 15) . 6. Pusher according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the recesses present between the surfaces, in particular the grooves (9; 13) located between the ribs (8; 12) mentioned above, constitute at least in part of the fat reserves (11; 15).

7. Poussoir selon l'ensemble des revendications 2 et 6, caractérisé 35 en ce que lesdites rainures (9; 13) sont subdivisées par des cloisons transversales (10; 14), de hauteur(h) inférieure à celle (H) des nervures (8; 12), de manière à délimiter des cavités multiples (11; 15), constituant autant de petites réserves de graisse. 7. Pusher according to all of claims 2 and 6, characterized in that said grooves (9; 13) are subdivided by transverse partitions (10; 14), of height (h) less than that (H) of the ribs (8; 12), so as to delimit multiple cavities (11; 15), constituting as many small reserves of fat.

8. Poussoir selon l'ensemble des revendications 5 et 7, caractérisé 5 en ce que les cloisons transversales (10; 14), qui séparent les cavités (1 1; 15) remplies de graisse, se situent à une hauteur (h) qui est la même que celle de la "semelle" (7), donc inférieure à celle des nervures (8; 12). 8. Pusher according to all of claims 5 and 7, characterized 5 in that the transverse partitions (10; 14), which separate the cavities (1 1; 15) filled with grease, are located at a height (h) which is the same as that of the "sole" (7), therefore less than that of the ribs (8; 12).