FR2878934A1

FR2878934A1 - Bellows fixation device for e.g. motor vehicle, has cord formed by hard sealing compound that is inserted in annular interstice arranged between cylindrical face of steering gear box and inner side of annular end of bellows

Info

Publication number: FR2878934A1
Application number: FR0412872A
Authority: FR
Inventors: Philippe Durand
Original assignee: Koyo Steerring Europe SAS
Current assignee: JTEKT Europe SAS
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-06-09
Anticipated expiration: 2024-12-03
Also published as: FR2878934B1; DE102005057126A1

Abstract

The device has a cord formed by a hard sealing compound (13) that is inserted in an annular interstice arranged between a cylindrical face (7) of a steering gear box (2) and an inner side of an annular end (5) of bellows (4). The annular end is situated at side of the box and interiorly presents a series of parallel annular grooves (12). The face has a smooth surface that is situated in opposite to the grooves when the bellows is fixed.

Description

La présente invention concerne, de façon générale, la fixation d'unThe present invention relates, in general, to the fixation of a

soufflet, par l'une de ses extrémités, autour d'un élément rigide auquel doit être lié le soufflet. Plus particulièrement, cette invention s'intéresse à la liaison bellows, at one of its ends, around a rigid element to which the bellows must be attached. More particularly, this invention is concerned with the connection

étanche d'un soufflet avec un élément du genre carter ou tube, dans un système de direction à crémaillère de véhicule automobile. Dans la suite, l'invention sera exposée en se référant à cette application particulière, sans qu'il en résulte un caractère de limitation. sealing of a bellows with a member of the type casing or tube, in a steering rack system of a motor vehicle. In the following, the invention will be explained with reference to this particular application, without resulting in a limitation character.

II est rappelé que, dans une direction à crémaillère de véhicule automobile, un pignon de direction est lié en rotation avec la colonne de direction, manoeuvrée à l'aide du volant de conduite du véhicule, ce pignon venant en prise avec une crémaillère montée coulissante, suivant sa direction longitudinale, dans un carter de direction. Les deux extrémités opposées de la crémaillère, extérieures au carter, sont accouplées à des biellettes de direction associées respectivement aux roues directrices droite et gauche du véhicule, les biellettes assurant la liaison entre la crémaillère et chacun des porte-fusée. 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 et des porte-fusée, provoque elle-même l'orientation des roues du véhicule, pour un braquage à droite ou à gauche. It will be recalled that, in a rack-and-pinion direction of a motor vehicle, a steering pinion is rotatably connected with the steering column, operated by means of the vehicle steering wheel, this pinion engaging with a rack mounted slidably , in its longitudinal direction, in a steering cover. The two opposite ends of the rack, external to the casing, are coupled to steering rods respectively associated with the right and left steering wheels of the vehicle, the rods providing the connection between the rack and each of the knuckle. 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 which, by means of the links and the rocket carrier, causes the steering wheel to rotate. even the orientation of the wheels of the vehicle, for a steering to the right or left.

Dans une telle direction à crémaillère, la liaison articulée entre chaque extrémité de la crémaillère et la biellette correspondante est une liaison à rotule, dite rotule "axiale", réalisée par un boîtier de rotule solidaire de l'extrémité de la crémaillère, et par un pivot à tête sphérique, solidaire de la biellette et monté tournant en tous sens dans le boîtier de rotule. In such a rack-and-pinion direction, the hinged connection between each end of the rack and the corresponding link is a ball joint, called an "axial" ball joint, made by a ball joint box integral with the end of the rack, and by a pivot ball head, integral with the rod and rotatably mounted in all directions in the ball housing.

Compte tenu de la mobilité de la crémaillère relativement au carter de direction, et de l'orientation variable de la biellette relativement à l'extrémité de la crémaillère, la protection des organes de la direction dans la région de chaque rotule axiale est habituellement assurée par un soufflet, qui relie l'extrémité adjacente du carter de direction à la biellette correspondante, en entourant l'extrémité de la crémaillère (extérieure au carter) et la rotule axiale. Une première extrémité annulaire du soufflet est fixée autour de l'extrémité correspondante du carter, tandis que l'autre extrémité annulaire du soufflet est fixée autour de la biellette, ou du pivot de rotule axiale. Ainsi fixé, le soufflet assure l'étanchéité dans l'intervalle entre le carter de direction et la biellette. Given the mobility of the rack relative to the steering gear, and the variable orientation of the rod relative to the end of the rack, the protection of the steering members in the region of each axial head is usually provided by a bellows, which connects the adjacent end of the steering housing to the corresponding rod, surrounding the end of the rack (outside the housing) and the axial ball joint. A first annular end of the bellows is fixed around the corresponding end of the casing, while the other annular end of the bellows is fixed around the link, or the axial ball pivot. Thus fixed, the bellows seals in the gap between the steering cover and the connecting rod.

Entre ses deux extrémités ainsi attachées, le soufflet possède un certain nombre de spires, qui permettent l'allongement ou le raccourcissement de ce soufflet selon la position de la crémaillère relativement au carter de direction, et qui autorisent aussi une flexion du même soufflet, en fonction de l'orientation variable prise par la biellette grâce à l'articulation à rotule. Between its two ends thus attached, the bellows has a number of turns, which allow the extension or the shortening of the bellows according to the position of the rack relative to the steering box, and which also allow a bending of the same bellows, in function of the variable orientation taken by the link thanks to the ball joint.

De manière habituelle, la première extrémité annulaire du soufflet est fixée autour de l'extrémité correspondante du carter avec interposition d'un joint torique d'étanchéité, et au moyen d'un collier d'attache serré autour de l'extrémité du soufflet. Un tel dispositif de liaison nécessite l'amenée du joint torique dans une gorge de l'extrémité du carter. De plus, il convient de mettre en place le collier autour de l'extrémité du soufflet, et de serrer ensuite ce collier. Ainsi, la fixation étanche de l'extrémité du soufflet sur le carter nécessite plusieurs composants et opérations, ce qui la rend relativement complexe et coûteuse dans le processus de fabrication et d'assemblage. Typically, the annular first end of the bellows is secured around the corresponding end of the housing with an O-ring seal, and by means of a tight clamp around the end of the bellows. Such a connecting device requires the supply of the O-ring in a groove of the end of the housing. In addition, it is necessary to put the collar around the end of the bellows, and then tighten this collar. Thus, sealing the end of the bellows on the housing requires several components and operations, which makes it relatively complex and expensive in the manufacturing process and assembly.

La présente invention vise à remédier à ces inconvénients, en fournissant une solution plus simple et plus économique pour la fixation étanche d'une extrémité d'un soufflet, en particulier autour d'un carter de direction. The present invention aims to overcome these disadvantages by providing a simpler and more economical solution for sealing one end of a bellows, in particular around a steering cover.

A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un dispositif de fixation d'un soufflet, pour la liaison étanche d'une extrémité annulaire du soufflet autour d'un élément rigide pourvu d'une portée cylindrique, le dispositif consistant en un cordon de pâte d'étanchéité durcissable introduite dans un interstice annulaire ménagé entre la portée cylindrique de l'élément rigide, d'une part, et la face intérieure de l'extrémité annulaire du soufflet, d'autre part. For this purpose, the subject of the invention is essentially a device for attaching a bellows, for the sealed connection of an annular end of the bellows around a rigid element provided with a cylindrical bearing surface, the device consisting of a cord curable sealant paste introduced into an annular gap formed between the cylindrical surface of the rigid element, on the one hand, and the inner face of the annular end of the bellows, on the other hand.

De préférence, la face intérieure de l'extrémité annulaire du soufflet présente des évidements, dans lesquels est introduite et accrochée la pâte d'étanchéité durcissable. Ces évidements prennent avantageusement la forme d'une série de gorges annulaires parallèles, ménagées dans la face intérieure de l'extrémité annulaire du soufflet. Preferably, the inner face of the annular end of the bellows has recesses into which is introduced and hooked curable sealing paste. These recesses advantageously take the form of a series of parallel annular grooves, formed in the inner face of the annular end of the bellows.

Ainsi, l'invention fournit une solution qui supprime le collier d'attache et le joint torique habituels, et par conséquent la gorge recevant habituellement le joint, ce qui apporte une simplification et une économie importantes, notamment en s'affranchissant du coût du collier et de sa mise en place. La pâte d'étanchéité durcissable assure, à elle seule, la liaison mécanique et l'étanchéité entre l'extrémité annulaire du soufflet et l'élément rigide autour duquel est engagée cette extrémité du soufflet. Le évidements tels que gorges annulaires, creusés dans la face intérieure de l'extrémité annulaire du soufflet assurent, par complémentarité de formes, une liaison axiale entre cette extrémité du soufflet et l'élément rigide autour duquel ladite extrémité est engagée, cette liaison axiale résistant aux efforts de traction ou de compression. L'introduction de la pâte d'étanchéité durcissable, dans son état initial visqueux, est aisément réalisable par une opération d'injection. Thus, the invention provides a solution that eliminates the usual fastening collar and O-ring, and therefore the groove usually receiving the seal, which provides a simplification and a significant saving, including overcoming the cost of the collar and setting it up. The curable sealant paste alone ensures the mechanical connection and the seal between the annular end of the bellows and the rigid element around which this end of the bellows is engaged. The recesses such as annular grooves hollowed out in the inner face of the annular end of the bellows provide, by complementarity of shape, an axial connection between this end of the bellows and the rigid element around which said end is engaged, this strong axial connection. traction or compression efforts. The introduction of the hardenable sealing paste, in its initial viscous state, is easily achievable by an injection operation.

De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme d'exécution de ce dispositif de fixation d'un soufflet. In any case, the invention will be better understood with the aid of the description which follows, with reference to the appended schematic drawing showing, by way of example, an embodiment of this device for attaching a bellows.

Figure 1 est une demi-vue en coupe de l'extrémité d'un soufflet, fixée sur un carter de direction par des moyens traditionnels; Figure 2 est une vue similaire à la figure 1, mais illustrant le dispositif de fixation objet de l'invention. Figure 1 is a half-sectional view of the end of a bellows, fixed on a casing by traditional means; Figure 2 is a view similar to Figure 1, but illustrating the fastener object of the invention.

Le dessin représente partiellement une direction à crémaillère de véhicule automobile, en particulier une extrémité du carter de direction 2, dans lequel est montée coulissante, suivant une direction longitudinale indiquée par l'axe A, une crémaillère 3 dont l'extrémité correspondante (non représentée) se situe hors du carter 2, cette extrémité étant articulée à une biellette de direction par l'intermédiaire d'une rotule "axiale". Un soufflet 4 relie l'extrémité du carter de direction 2 à la biellette; le soufflet, possède du côté du carter 2, une extrémité annulaire 5, à laquelle fait suite une série de spires 6 constituant la partie déformable du soufflet 4. L'extrémité annulaire 5 du soufflet 4 est engagée autour d'une portée cylindrique 7 formée à l'extrémité considérée du carter 2, et elle est fixée de façon étanche sur cette portée 7. The drawing partially shows a rack-and-pinion steering of a motor vehicle, in particular an end of the steering gearbox 2, in which is slidably mounted, in a longitudinal direction indicated by the axis A, a rack 3 whose corresponding end (not shown ) is located outside the casing 2, this end being articulated to a steering rod via an "axial" ball joint. A bellows 4 connects the end of the steering housing 2 to the link; the bellows, has on the side of the housing 2, an annular end 5, which follows a series of turns 6 constituting the deformable part of the bellows 4. The annular end 5 of the bellows 4 is engaged around a cylindrical surface 7 formed at the considered end of the casing 2, and it is fixed in a sealed manner on this bearing surface 7.

Pour réaliser la fixation étanche de l'extrémité annulaire 5 du soufflet 4, la solution actuelle illustrée par la figure 1 consiste, d'une part, à insérer un joint torique 8 entre cette extrémité 5 et la portée 7 du carter 2, et d'autre part, à poser et serrer un collier d'attache 9 autour de ladite extrémité 5. In order to seal the annular end 5 of the bellows 4, the current solution illustrated in FIG. 1 consists, firstly, in inserting an O-ring 8 between this end 5 and the bearing surface 7 of the casing 2, and on the other hand, to apply and tighten a fastening collar 9 around said end 5.

Le joint torique 8 est monté dans une gorge annulaire 10 ménagée sur la portée cylindrique 7 du carter 2. Le collier d'attache 9 est monté dans une rainure annulaire 11 formée extérieurement sur l'extrémité annulaire 5 du soufflet 4 et ce collier 9 est serré de manière à presser l'extrémité annulaire 5 du soufflet 4 tout autour de la portée 7, tout en comprimant le joint torique 8. The O-ring 8 is mounted in an annular groove 10 formed on the cylindrical surface 7 of the casing 2. The attachment collar 9 is mounted in an annular groove 11 formed externally on the annular end 5 of the bellows 4 and this collar 9 is tightened so as to press the annular end 5 of the bellows 4 all around the seat 7, while compressing the O-ring 8.

La solution de la présente invention, illustrée par la figure 2 sur laquelle les éléments correspondant à ceux précédemment décrits sont désignés par les mêmes repères, supprime à la fois le collier 9, le joint torique 8 et la gorge 10 recevant ce joint 8. The solution of the present invention, illustrated in Figure 2 in which the elements corresponding to those described above are designated by the same references, removes both the collar 9, the O-ring 8 and the groove 10 receiving the seal 8.

Selon l'invention, l'extrémité annulaire 5 du soufflet 4, située du côté du carter de direction 2, est épaissie et présente, intérieurement, une série de gorges annulaires parallèles 12. La portée cylindrique 7 du carter 2 présente, quant à elle, une surface lisse qui, lorsque le soufflet 4 est mis en place, se situe en vis-à-vis de la série de gorges 12. According to the invention, the annular end 5 of the bellows 4, located on the side of the steering casing 2, is thickened and has, internally, a series of parallel annular grooves 12. The cylindrical bearing surface 7 of the casing 2 has, for its part , a smooth surface which, when the bellows 4 is put in place, is opposite the series of grooves 12.

Une pâte d'étanchéité durcissable 13 est introduite dans l'interstice annulaire ménagé entre la portée cylindrique 7 du carter 2, d'une part, et la face intérieure de l'extrémité annulaire 5 du soufflet 4, d'autre part. En particulier, une opération d'injection, réalisée dans un outillage approprié, convient pour introduire la pâte d'étanchéité 13, dans son état initial visqueux. A curable sealing paste 13 is introduced into the annular gap formed between the cylindrical surface 7 of the casing 2, on the one hand, and the inner face of the annular end 5 of the bellows 4, on the other hand. In particular, an injection operation, carried out in a suitable tool, is suitable for introducing the sealing paste 13, in its initial viscous state.

Lors de son durcissement, le cordon annulaire formé par la pâte d'étanchéité 13 adhère à la portée cylindrique 7 du carter de direction 2, ainsi qu'à l'extrémité annulaire 5 du soufflet 4, où la présence des gorges 12 augmente la surface d'adhésion, tout en réalisant une liaison par complémentarité de formes entre la pâte d'étanchéité 13 et le soufflet 4. During its hardening, the annular bead formed by the sealing compound 13 adheres to the cylindrical bearing surface 7 of the steering casing 2, as well as to the annular end 5 of the bellows 4, where the presence of the grooves 12 increases the surface area. adhesion, while achieving a complementarity of shape between the sealing paste 13 and the bellows 4.

Il est encore à noter que le soufflet 4 présente, entre son extrémité annulaire 5 et sa première spire 6, un épaulement annulaire 14 qui positionne axialement l'extrémité annulaire 5 du soufflet 4 relativement à la portée cylindrique 7 du carter 2, de manière à placer les gorges 12 en regard de cette portée 7, avant l'injection de la pâte d'étanchéité. It should also be noted that the bellows 4 has, between its annular end 5 and its first turn 6, an annular shoulder 14 which axially positions the annular end 5 of the bellows 4 relative to the cylindrical surface 7 of the casing 2, so as to place the grooves 12 facing this scope 7, before the injection of the sealing paste.

On obtient ainsi une liaison étanche par collage, entre le soufflet 4 et le carter de direction 2. This provides a tight connection by gluing between the bellows 4 and the steering housing 2.

Bien entendu, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif de fixation d'un soufflet 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 utilisant une pâte d'étanchéité durcissable de toute nature ou composition; - en remplaçant les organes annulaires de l'extrémité du soufflet par tout autre genre d'évidement, propre à assurer un accrochage sur la pâte d'étanchéité durcie; - en destinant le même dispositif à la fixation de colliers sur tous éléments rigides, dans tous domaines industriels. Of course, the invention is not limited to the sole embodiment of this bellows fastening device which has been described above, for example; it embraces, on the contrary, all variants of implementation and application respecting the same principle. Thus, in particular, it is not departing from the scope of the invention: - using a curable sealing paste of any kind or composition; replacing the annular members of the end of the bellows with any other type of recess, suitable for ensuring that the hardened sealing compound is hooked up; - by destining the same device to the fixing of collars on all rigid elements, in all industrial fields.

Claims

1 device for attaching a bellows, for the sealed connection of an annular end (5) of the bellows (4) around a rigid element (2) provided with a cylindrical seat (7), characterized in that it consists of a curable sealant bead (13) introduced into an annular gap between the cylindrical surface (7) of the rigid element (2) on the one hand and the inner face of the annular end (5) the bellows (4), on the other hand.

2 - Device for attaching a bellows according to claim 1, characterized in that the inner face of the annular end (5) of the bellows (4) has recesses (12), in which is introduced and hung the dough curable seal (13).

3 Apparatus for attaching a bellows according to claim 2 characterized in that the aforesaid recesses take the form of a series of parallel annular grooves (12), formed in the inner face of the annular end (5) of the bellows ( 4).

4 - Apparatus for attaching a bellows according to any one of claims 1 to 3, characterized by its application to the sealed connection of a bellows (4) at the end of a housing (2) rack-and-pinion (3) motor vehicle.