WO2008096067A2 - Dispositif de protection d'organes de direction et/ou de transmission et soufflet de protection équipant un tel dispositif - Google Patents
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- WO2008096067A2 WO2008096067A2 PCT/FR2007/002140 FR2007002140W WO2008096067A2 WO 2008096067 A2 WO2008096067 A2 WO 2008096067A2 FR 2007002140 W FR2007002140 W FR 2007002140W WO 2008096067 A2 WO2008096067 A2 WO 2008096067A2
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J3/00—Diaphragms; Bellows; Bellows pistons
- F16J3/04—Bellows
- F16J3/041—Non-metallic bellows
- F16J3/046—Lubrication or venting arrangements
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- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D3/00—Steering gears
- B62D3/02—Steering gears mechanical
- B62D3/12—Steering gears mechanical of rack-and-pinion type
Definitions
- the present invention relates to a steering protection device, in particular a motor vehicle, of the type in which the main steering element, such as a rack, is housed and slidably mounted inside a steering box, the protection device comprising at least two bellows connectable at one of their ends, generally by clamping, to the housing of the direction to be protected, and a bellows adapted to equip such a device and a direction incorporating such a protective device .
- the invention applies more particularly to the power steering or manual steering system consisting of a rack with longitudinal displacement housed in a steering box, the two ends of said rack being provided with a ball joint for steering rods or busbars. steering coupling, these links being protected by bellows.
- connection between the steering rack and steering rod or tie rod must be protected.
- These generally ball-type links are protected from external attacks of the water type, solid particles, by a bellows fastened from one of its ends to the steering rod or coupling rod and from its other end to the steering box, forming a waterproof system.
- the rack performs a translation along its longitudinal axis proportional to the angular variation given by the steering wheel.
- This translation causes a change of direction of the wheels of the vehicle and causes a variation in the volume available in the bellows. It is thus necessary to carry out a compensation of the quantity of air contained in each of the bellows in order to avoid any phenomenon of overpressure or depression inside. may eventually degrade prematurely tightness made on one side between each bellows and the steering box and on the other side between each bellows and a steering rod.
- the volume of air trapped in and between the bellows of a steering system is subject to variations in temperature that can meet the vehicle during use. Since a direction is a sealed system, the phenomena of expansion and reduction of the volume of the air, related to the variation of the temperature, can cause a deformation of the bellows again leading to premature deterioration.
- This solution consists in the insertion of an air permeable and waterproof membrane on all or part of the wall of a bellows.
- This membrane makes it possible to solve the aforementioned problems to which the skilled person is confronted, but has the disadvantage of a high cost essentially due to the cost of the membrane in the case of a bellows whose flexible wall would be essentially consisting of such a membrane, as evidenced by the document FR 2792273. Indeed, the microporous design of this type of membrane prevents a significant air flow to cross it.
- each bellows is tightened on the corresponding end of the steering box by means of a collar surrounding a part end of the bellows.
- the clamp of at least one of the bellows comprises at least one air passage, designed to take place in correspondence with an air passage of the part end of the bellows and the end of the steering box, the collar being provided at its passage of air, a pad permeable to air but impermeable to water.
- Another second solution described in patent EP-1,300,319 consists in providing, at an intermediate point of the steering box of a rack-and-pinion direction, an orifice opening on the outside closed off by an element produced, at least partially, by a breathable material but hydrophobic, to allow the balancing of pressures between the inside and the outside of the direction, and thus avoid the deformation of the bellows of this direction, also using the existing communication between the two bellows .
- a third solution for transferring air from a bellows in compression to an expanding bellows is to place an outer pipe to the steering box connecting the two bellows between them.
- This solution has the advantage of allowing a transfer of air from the bellows in compression to an expanding bellows without constraining the air to pass through zones significantly limiting the flow.
- this solution does not solve the problem of varying the volume of air contained in the bellows due to temperature variations.
- An object of the present invention is therefore to provide a universal protection device, adaptable to any type of transmission whose design makes it possible to respond to the problems of transferring the air contained in a bellows whose volume it can contain decreases towards a bellows whose volume it can contain increases, without premature degradation, and to overcome the changes in volume of the air occupied during temperature changes.
- the subject of the invention is a steering protection device, in particular for a motor vehicle, of the type in which the main steering element, such as a rack, is housed and slidably mounted inside a vehicle.
- the protective device comprising at least two bellows connectable at one of their ends, generally by clamping, to the steering gear housing to be protected, characterized in that the protective device further comprises at least one pipe connecting the bellows to each other outside the steering box, said outer conduit for connecting the bellows and transferring the air pressure resulting from the compression of a bellows to the expanding bellows being equipped with at least a pressure balancing device by transfer of gas between the pipe and the external atmosphere.
- the design of the protection device allows its adaptation to any steering box since no adaptation or modification of the direction is necessary.
- the double link between the bellows provided on the one hand, by the steering box, on the other hand, by the external connecting pipe to the housing makes it possible to reduce the stresses of the pressure balancing device equipping said conduct.
- the positioning of the pressure equalizing member at any location in the air transfer line allows free air transfer between said bellows without passing through a limiting zone, the pressure equalizing member being solicited only when necessary.
- the pressure equalizing member is formed of a gas-permeable and impermeable membrane.
- the outer conduit of the bellows communication is formed of a pipe and two connectors, said connectors each being in the form of a tubular body whose one end is connected to a bellows and the other to the pipe.
- the or at least one pressure balancing member is mounted on a bellows fitting.
- At least one of the couplings has the general shape of an "L" conduit, the open end of one of the branches of the L being connected to the pipe while the end of the other branch is connected to the bellows.
- the pressure balancing member is disposed in the vicinity of the connection zone of said branches of L between them.
- the or at least one pressure equalizing member is mounted on the pipe of the pipe.
- the bellows hose connection may affect a shape similar to that described above.
- the invention also relates to a motor vehicle steering protection bellows, in which the main steering element, such as a rack, is housed in a steering box, said bellows comprising a flexible bellows section having annular creases and collared areas connected thereto at both ends, one of the collar regions for connecting the bellows to the steering gear, which bellows further comprises at least one connector connecting from the outside to a collar, this connection being in the form of a tubular body, preferably L, one end of which is secured to the wall of said bellows and whose other open end is adapted to be connected via a pipe external to another bellows, external pipe and fitting being able to form a pipe, external to the steering box, for putting said bellows in communication with one to bellows and transfer of the air pressure resulting from the compression of a bellows to the expanding bellows, characterized in that said fitting is further equipped with a pressure balancing member located outside the zone connecting the pipe connection to obtain, in the connected state of the bellows to
- the invention also relates to a direction for a motor vehicle of the type comprising a steering box, a rack fitted and slidably mounted within said housing, coupling rods or rods associated with said rack and at least two protective bellows connected to the steering gear on one side and to the connecting rod or connecting rod on the other side, characterized in that the bellows are further connected to each other by a pipe external to the steering gear, conduit for communicating the bellows and transferring the air pressure resulting from the compression of a bellows towards the expanding bellows being equipped with at least one device for balancing the pressures by transfer of gas between pipe and atmosphere outdoor, external pipe and bellows forming a steering protection device, in particular of the aforementioned type.
- Figure 1 shows a schematic overview of a direction whose wheels are in the upright position, this direction being provided with a protective device according to the invention.
- FIG. 2 represents a schematic overall view of a direction whose wheels are oriented at an angle proportional to the angle given by the steering wheel, this direction being provided with a protection device according to the invention; .
- FIG. 3 represents a sectional view of a steering and / or transmission bellows provided with a coupling comprising a pressure balancing device
- FIG. 4 represents a partial sectional view of a bellows equipped with a connection provided with a pressure balancing member protected by an external cover
- FIG. 5 represents a partial sectional view of a bellows equipped with a fitting provided with a pressure balancing device and comprising a leakage channel.
- the protection device 1, object of the invention is more particularly intended for the protection of a power steering or manual motor vehicle of the type comprising at least one housing 16 direction, a rack fitted and slidably mounted in said housing, coupling rods or links to which the ends of the rack are connected by means of a ball joint connection or a connection of the screw thread and spherical joint or other type.
- the end zones of the rack and their connection to the tie rods or rods are covered by a bellows 3a, 3b intended to protect the direction of external aggression.
- Each bellows is clamped on the corresponding end of the steering box 16 for example by means of a ring or collar or flange surrounding an end portion of the bellows said zone 13 collar said bellows 3a, 3b.
- the protection device comprises, in addition to the two bellows 3a, 3b, at least one pipe 2 outside the steering box 16, this pipe 2 being formed of a pipe 6 connecting the bellows 3a, 3b via a coupling 4 attached to each bellows and at least one pressure balancing member 5 equipping said pipe 2.
- the pipe 6, constituting the pipe 2 is placed parallel to the longitudinal axis of the housing 16 direction between the two bellows 3 between them.
- This housing 16 houses a rack, not visible, movable axially inside the housing 16 during an action on the steering column 18 by means of a steering wheel 14.
- Each bellows 3a, 3b is therefore fixed at one end to the steering box 16 and at its other end to a steering rod 17 connected to the rack by a ball joint.
- Figures 1 and 2 highlight the behavior of the bellows 3a, 3b during an angular variation of the wheels 15 causing a change of direction of the vehicle, resulting from a rotation of the steering wheel 14. Indeed, when the wheels 15 of the vehicle are in the upright position, that is to say substantially parallel to each other, as shown in Figure 1, the volume of the bellows 3a, 3b is substantially equal.
- a bellows shown in 3a in the figures, undergoes a compression phenomenon while another bellows, shown in 3b in the figures, undergoes the opposite phenomenon, that is to say expansion.
- each bellow 3a, 3b of organ protection steering and / or transmission generally comprises a flexible section 11 of bellows, generally made from rubber or thermoplastic elastomer.
- This section 11 has annular folds 12.
- zones 13 At the ends of the section 11, there are provided zones 13 as a collar for connecting the bellows on the one hand to the steering box 16, on the other hand to a rod 17 or coupling rod.
- the bellows 3a, 3b are here cylindrical conical so that each bellows has a first zone 13 collar constituting the large base of the bellows connectable to the housing 16 direction and a second zone 13 collar constituting the small base of the bellows.
- the folds 12 of the bellows give the bellows an ability to compress or expand without risk of deterioration.
- steering systems require a perfect seal.
- it is necessary firstly to transfer the air contained in a bellows 3a in compression to an expanding bellows 3b and secondly to ensure the equilibrium of the internal pressure with respect to the atmospheric pressure. at any moment.
- each bellows 3a, 3b is equipped with a connection 4 on which is fixed the air transfer pipe 6 between said bellows 3a, 3b. Fittings 4 and pipe 6 form the pipe 2, outside the housing 16 direction, putting the bellows 3a, 3b in communication with each other. Due to its simplicity of construction, the pipe 2 can be associated with any type of direction.
- Each connector 4 is in the form of an L-shaped tubular duct. One end 4b of the connector 4 is fastened to the wall of the bellows 3a, 3b, by means such as gluing or welding, in the vicinity of the zone. collar 13 which connects to the steering box 16. The other end 4a of the connector 4 has, as illustrated in FIGS.
- the end 4a may also have a circular periphery. It will be provided in this case is a clamping means of the pipe 6 on the end 4a of the connector 4, or a fitting of the pipe 6 in the end 4a of the connector 4.
- the choice of the positioning of the pressure balancing device takes place taking into account the path to be traveled by the air of a bellows 3a in compression towards that 3b in expansion. It is therefore avoided to place said pressure balancing member 5 on the natural path taken by the air during its displacement of a bellows 3a in compression towards an expanding bellows 3b via a pipe 6 connecting the Thus, preferably, the pressure balancing member 5 is placed in the vicinity of the connection zone of the branches of the L-shaped connector 4.
- the advantage of integrating an organ 5 of pressure balancing in the connector 4 rather than the pipe 6 connecting the bellows 3a, 3b is explained by the fact that according to the automobile models, the distance between the bellows 3a, 3b protection of the steering members and / or transmission is rarely constant.
- the pressure equalizing member 5 is disposed in a recess in the wall portion of the coupling 4 facing the open end 4a of the branch of said fitting. 4 connected to said pipe 6, this pressure balancing member 5 being protected by a cover 9 outside said connection 4.
- the pressure balancing member 5 can be fixed to the connection 4 during a overmolding said connector 4 on the decompression member 5. It can also be fixed by means of a clamping element (element not shown in the figures) or a weld.
- the outer cover 9 may be an insert, in which case it will be assembled to the connector 4, for example by snapping.
- This cover 9 can also be molded with the connection 4, during its manufacture, the connection between the cover and connection being obtained by a thinning material. In both cases, it is folded over the opening or recess housing said pressure balancing member 5 in order to fulfill its function of protecting the balancing member 5 against the pressures of the external environment.
- the pressure equalizing member 5 constitutes at least a part of the wall of a housing 7 formed inside said coupling 4, this housing 7 communicating , via a leakage channel 8, with the external medium.
- the pressure balancing member 5 is introduced through the end 4a of the connector 4 and is then fixed by welding from the end 4a of the connector 4.
- the balancing member 5 pressures are also protected against attack from the outside environment, because the leakage channel 8 is specially sized to prevent contact of the pressure equalizing member 5 with elements of the grit, mud, cutting and / or perforating type which can degrade it prematurely.
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Abstract
L'invention concerne un dispositif (1 ) de protection de direction, en particulier de véhicule automobile, du type dans laquelle l'élément principal de direction, tel qu'une crémaillère, est logé et monté coulissant à l'intérieur d'un boîtier (16) de direction, le dispositif (1 ) de protection comprenant au moins deux soufflets (3a, 3b) raccordables par l'une de leurs extrémités, généralement par serrage, au boîtier (16) de la direction à protéger. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une conduite (2) de liaison des soufflets (3a, 3b) entre eux, extérieure au boîtier (16) de direction, ladite conduite (2) extérieure de mise en communication des soufflets (3a, 3b) et de transfert de la pression d'air résultant de la compression d'un soufflet (3a) vers le soufflet (3b) en expansion étant équipée d'au moins un organe (5) d'équilibrage des pressions par transfert de gaz entre conduite (2) et atmosphère extérieure.
Description
Dispositif de protection d'organes de direction et/ou de transmission et soufflet de protection équipant un tel dispositif
La présente invention concerne un dispositif de protection de direction, en particulier de véhicule automobile, du type dans laquelle l'élément principal de direction, tel qu'une crémaillère, est logé et monté coulissant à l'intérieur d'un boîtier de direction, le dispositif de protection comprenant au moins deux soufflets raccordables par l'une de leurs extrémités, généralement par serrage, au boîtier de la direction à protéger, ainsi qu'un soufflet apte à équiper un tel dispositif et une direction intégrant un tel dispositif de protection.
L'invention s'applique plus particulièrement aux systèmes de direction assistée ou manuelle constitués d'une crémaillère à déplacement longitudinal logée dans un boîtier de direction, les deux extrémités de ladite crémaillère étant munies d'une liaison rotule pour biellettes de direction ou barres d'accouplement de direction, ces liaisons étant protégées par des soufflets.
De façon générale, la liaison entre crémaillère de direction et biellette de direction ou barre d'accouplement doit être protégée. Ces liaisons généralement de type rotules sont protégées des agressions extérieures du type eau, particules solides, par un soufflet fixé depuis l'une de ses extrémités à la biellette de direction ou barre d'accouplement et depuis son autre extrémité au boîtier de direction, formant un système étanche.
Dans ce type de système, l'homme du métier est confronté à deux problèmes.
D'une part, lors d'un mouvement de rotation du volant de direction d'un véhicule, la crémaillère effectue une translation selon son axe longitudinal proportionnelle à la variation angulaire donnée par le volant. Cette translation, provoque un changement de direction des roues du véhicule et entraîne une variation du volume disponible dans les soufflets. Il est ainsi nécessaire d'effectuer une compensation de la quantité d'air contenue dans chacun des soufflets afin d'éviter tout phénomène de surpression ou dépression à l'intérieur
pouvant à terme dégrader prématurément l'étanchéité réalisée d'un coté entre chaque soufflet et le boîtier de direction et d'un autre côté entre chaque soufflet et une biellette de direction. D'autre part, le volume d'air emprisonné dans et entre les soufflets d'un système de direction est soumis aux variations de température que peut rencontrer le véhicule lors de son utilisation. Une direction étant un système étanche, les phénomènes de dilatation et de réduction du volume de l'air, liés à la variation de la température, peuvent entraîner une déformation du soufflet conduisant de nouveau à une détérioration prématurée.
II existe une première solution permettant d'éviter les problèmes de surpression et de dépression résultant des variations de température. Cette solution consiste en l'insertion d'une membrane perméable à l'air et imperméable à l'eau sur tout ou partie de la paroi d'un soufflet. Cette membrane permet en effet de résoudre les problèmes énoncés précédemment auxquels l'homme du métier est confronté, mais comporte l'inconvénient d'un coût élevé essentiellement dû au coût de la membrane dans le cas d'un soufflet dont la paroi souple serait essentiellement constituée d'une telle membrane, comme en témoigne le document FR 2792273. En effet, la conception microporeuse de ce type de membrane empêche un débit d'air conséquent de la traverser. Il est ainsi nécessaire que la surface de la membrane soit la plus importante possible, car dans le cas contraire, c'est-à-dire dans le cas d'une surface de membrane relativement réduite, comme l'illustre le brevet EP-1048865, la liaison entre la paroi du soufflet et la membrane se dégrade prématurément entraînant un défaut d'étanchéité dans le soufflet. En effet, la membrane tend à se décoller de son siège lors de la compression du soufflet.
Dans le prolongement de cette première solution, il est également connu à travers le brevet FR-2.859.156, une direction à crémaillère dans laquelle chaque soufflet est serré sur l'extrémité correspondante du boîtier de direction au moyen d'un collier entourant une partie terminale du soufflet. Le collier de serrage de l'un au moins des soufflets comporte au moins un passage d'air, prévu pour prendre place en correspondance avec un passage d'air de la partie
terminale du soufflet et de l'extrémité du boîtier de direction, le collier étant pourvu, au niveau de son passage d'air, d'une pastille perméable à l'air mais imperméable à l'eau.
Outre la complexité d'un tel système qui nécessite de disposer d'un collier de serrage, d'un boîtier de direction et d'un soufflet spécifique, on constate les mêmes inconvénients que ceux précédemment cités, à savoir que la membrane tend à se décoller prématurément de son siège lors de la compression du soufflet.
Une autre deuxième solution décrite dans le brevet EP-1.300.319 consiste à prévoir, en un point intermédiaire du boîtier de direction d'une direction à crémaillère, un orifice débouchant sur l'extérieur obturé par un élément réalisé, au moins partiellement, en une matière perméable à l'air mais hydrophobe, pour permettre l'équilibrage des pressions entre l'intérieur et l'extérieur de la direction, et éviter ainsi la déformation des soufflets de cette direction, en utilisant aussi la communication existante entre les deux soufflets.
L'inconvénient de cette solution est qu'elle nécessite de procéder à une adaptation du boîtier de direction, ce qui rend le dispositif de protection non universel.
Une troisième solution permettant le transfert d'air d'un soufflet en compression vers un soufflet en expansion consiste à placer une conduite extérieure au boîtier de direction reliant les deux soufflets entre eux. Cette solution possède l'avantage de permettre un transfert de l'air provenant du soufflet en compression vers un soufflet en expansion sans contraindre l'air à traverser des zones limitant de façon significative le débit. Cependant, dans cette conception, il n'y a pas d'échange d'air possible avec le milieu extérieur. Ainsi, cette solution ne résoud pas le problème de variation du volume de l'air contenu dans les soufflets due aux variations de température.
11 en résulte qu'il n'existe pas aujourd'hui de dispositif universel, c'est-à-dire adaptable à tout type de direction permettant d'assurer, à la fois un transfert de l'air contenu dans un soufflet dont le volume est en compression vers un soufflet dont le volume qu'il contient est en expansion et un transfert de l'air vers le milieu extérieur afin de pallier les variations de volume de l'air dues aux variations de température sans passage dans une zone limitante de l'air transféré d'un soufflet vers un autre.
Un but de la présente invention est donc de proposer un dispositif de protection universel, adaptable à tout type de transmission dont la conception permet de répondre aux problèmes de transfert de l'air contenu dans un soufflet dont le volume qu'il peut contenir diminue vers un soufflet dont le volume qu'il peut contenir augmente, sans dégradation prématurée, et de pallier les variations de volume de l'air occupé lors de variations de température.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de protection de direction, en particulier de véhicule automobile, du type dans laquelle l'élément principal de direction, tel qu'une crémaillère, est logé et monté coulissant à l'intérieur d'un boîtier de direction, le dispositif de protection comprenant au moins deux soufflets raccordables par l'une de leurs extrémités, généralement par serrage, au boîtier de la direction à protéger, caractérisé en ce que le dispositif de protection comporte en outre au moins une conduite de liaison des soufflets entre eux extérieure au boîtier de direction, ladite conduite extérieure de mise en communication des soufflets et de transfert de la pression d'air résultant de la compression d'un soufflet vers le soufflet en expansion étant équipée d'au moins un organe d'équilibrage des pressions par transfert de gaz entre conduite et atmosphère extérieure.
La conception du dispositif de protection permet son adaptation à tout boîtier de direction puisque aucune adaptation ou modification de la direction n'est nécessaire. La double liaison entre soufflets assurée d'une part, par le boîtier de direction, d'autre part, par la conduite de liaison extérieure au boîtier permet de réduire les sollicitations de l'organe d'équilibrage des pressions équipant
ladite conduite.
Le positionnement de l'organe d'équilibrage des pressions en un emplacement quelconque de la conduite de transfert d'air permet un libre transfert d'air entre lesdits soufflets sans passage dans une zone limitante, l'organe d'équilibrage des pressions n'étant sollicité que lorsque cela est nécessaire.
Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, l'organe d'équilibrage des pressions est formé d'une membrane perméable aux gaz et imperméable à l'eau.
Généralement, la conduite extérieure de mise en communication des soufflets est formée d'un tuyau et de deux raccords, lesdits raccords se présentant chacun sous forme d'un corps tubulaire dont une extrémité est raccordée à un soufflet et l'autre au tuyau.
Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le ou au moins un organe d'équilibrage des pressions est monté sur un raccord d'un soufflet.
Dans ce mode de réalisation, au moins l'un des raccords affecte la forme générale d'un conduit en « L », l'extrémité ouverte d'une des branches du L étant raccordée au tuyau tandis que l'extrémité de l'autre branche est raccordée au soufflet.
De préférence, l'organe d'équilibrage des pressions est disposé au voisinage de la zone de liaison desdites branches du L entre elles.
Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, non représenté, le ou au moins un organe d'équilibrage des pressions est monté sur le tuyau de la conduite. Le raccord du tuyau au soufflet peut affecter une forme similaire à celle décrite ci-dessus.
Il doit être noté qu'il existe un grand nombre de positions possibles de l'organe
d'équilibrage des pressions sur la conduite, le nombre d'organes de décompression sur ladite conduite pouvant également être variable.
L'invention a également pour objet un soufflet de protection de direction de véhicule automobile, dans laquelle l'élément principal de direction, tel qu'une crémaillère, est logé dans un boîtier de direction, ledit soufflet comprenant un tronçon souple de soufflet présentant des plissures annulaires et des zones en collier qui s'y raccordent aux deux extrémités, une des zones en collier servant au raccordement du soufflet au boîtier de direction, ce soufflet comprenant en outre au moins un raccord se raccordant depuis l'extérieur à une zone en collier, ce raccord se présentant sous la forme d'un corps tubulaire, de préférence en L, dont une extrémité est solidarisée à la paroi dudit soufflet et dont l'autre extrémité ouverte est apte à être raccordée par l'intermédiaire d'un tuyau externe à un autre soufflet, tuyau externe et raccord étant aptes à former une conduite, extérieure au boîtier de direction, de mise en communication dudit soufflet avec un autre soufflet et de transfert de la pression d'air résultant de la compression d'un soufflet vers le soufflet en expansion, caractérisé en ce que ledit raccord est équipé en outre d'un organe d'équilibrage des pressions situé en dehors de la zone de liaison du raccord au tuyau en vue de l'obtention, à l'état raccordé du soufflet à l'autre soufflet par l'intermédiaire du tuyau, d'un dispositif de protection du type précité.
L'invention a encore pour objet une direction pour véhicule automobile du type comprenant un boîtier de direction, une crémaillère logée et montée à déplacement coulissant à l'intérieur dudit boîtier, des barres d'accouplement ou biellettes associées à ladite crémaillère et au moins deux soufflets de protection reliés au boîtier de direction d'un côté et à la barre d'accouplement ou biellette voisine de l'autre côté, caractérisé en ce que les soufflets sont en outre reliés entre eux par une conduite extérieure au boîtier de direction, ladite conduite de mise en communication des soufflets et de transfert de la pression d'air résultant de la compression d'un soufflet vers le soufflet en expansion étant équipée d'au moins un organe d'équilibrage des pressions par transfert de gaz entre conduite et atmosphère extérieure, conduite extérieure et soufflets
formant un dispositif de protection de direction en particulier du type précité.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 représente une vue schématique d'ensemble d'une direction dont les roues sont en position droite, cette direction étant munie d'un dispositif de protection conforme à l'invention.
la figure 2 représente une vue schématique d'ensemble d'une direction dont les roues sont orientées d'un angle proportionnel à l'angle donné par le volant de direction, cette direction étant munie d'un dispositif de protection conforme à l'invention.
la figure 3 représente une vue en coupe d'un soufflet de direction et/ou de transmission muni d'un raccord comprenant un organe d'équilibrage des pressions
la figure 4 représente une vue partielle en coupe d'un soufflet équipé d'un raccord muni d'un organe d'équilibrage des pressions protégé par un capot extérieur,
la figure 5 représente une vue partielle en coupe d'un soufflet équipé d'un raccord muni d'un organe d'équilibrage des pressions et comportant un canal de fuite.
Un exemple de réalisation de l'invention appliqué à une direction à crémaillère de véhicule automobile va à présent être décrit. Comme mentionné ci-dessus, le dispositif 1 de protection, objet de l'invention, est plus particulièrement destiné à la protection d'une direction assistée ou manuelle de véhicule automobile du type comprenant au moins un boîtier 16 de direction, une crémaillère logée et montée coulissante dans ledit boîtier, des barres d'accouplement ou biellettes auxquelles les extrémités de la crémaillère sont
raccordées par l'intermédiaire de liaison rotule ou d'une liaison de type filet à visser et joint sphérique ou autre. Les zones d'extrémité de la crémaillère et leur liaison aux barres d'accouplement ou biellettes sont recouvertes par un soufflet 3a, 3b destiné à protéger la direction des agressions extérieures. Chaque soufflet est serré sur l'extrémité correspondante du boîtier 16 de direction par exemple au moyen d'une bague ou collier ou bride entourant une partie terminale du soufflet dite zone 13 en collier dudit soufflet 3a, 3b. Le dispositif de protection comprend, outre les deux soufflets 3a, 3b, au moins une conduite 2 extérieure au boîtier 16 de direction, cette conduite 2 étant formée d'un tuyau 6 reliant les soufflets 3a, 3b par l'intermédiaire d'un raccord 4 fixé sur chaque soufflet et au moins un organe d'équilibrage des pressions 5 équipant ladite conduite 2. Dans l'exemple de la figure 1 , le tuyau 6, constitutif de la conduite 2, est placé parallèlement à l'axe longitudinal du boîtier 16 de direction qui relie les deux soufflets 3 entre eux. Ce boîtier 16 loge une crémaillère, non visible, mobile axialement à l'intérieur du boîtier 16 lors d'une action sur la colonne de direction 18 par l'intermédiaire d'un volant 14 de direction. Chaque soufflet 3a, 3b est donc fixé par une extrémité au boîtier 16 de direction et par son autre extrémité à une biellette 17 de direction reliée à la crémaillère par une liaison rotule.
Les figures 1 et 2 mettent en évidence le comportement des soufflets 3a, 3b lors d'une variation angulaire des roues 15 provoquant un changement de direction du véhicule, issu d'une rotation du volant 14 de direction. En effet, lorsque les roues 15 du véhicule sont en position droite, c'est-à-dire sensiblement parallèles entre elles, comme l'illustre la figure 1 , le volume des soufflets 3a, 3b est sensiblement égal. Lors d'une action sur le volant 14 de direction entraînant un changement de direction des roues 15 du véhicule, un soufflet, représenté en 3a aux figures, subit un phénomène de compression tandis qu'un autre soufflet, représenté en 3b aux figures, subit le phénomène inverse, c'est-à-dire d'expansion. Le soufflet se comprimant et le soufflet s'expansant sont inversés lors d'une action sur le volant suivant une direction opposée. Ainsi, quand un soufflet s'expanse, l'autre se comprime et inversement. Il est à rappeler que chaque soufflet 3a, 3b de protection d'organe
de direction et/ou de transmission comprend généralement un tronçon 11 souple de soufflet, généralement réalisé à partir de caoutchouc ou thermoplastique élastomère. Ce tronçon 11 présente des plissures 12 annulaires. Aux extrémités du tronçon 11 , il est prévu des zones 13 en collier servant au raccordement du soufflet d'une part au boîtier 16 de direction, d'autre part à une biellette 17 ou barre d'accouplement. Les soufflets 3a, 3b sont ici de forme cylindro conique de sorte que chaque soufflet présente une première zone 13 en collier constituant la grande base du soufflet raccordable au boîtier 16 de direction et une seconde zone 13 en collier constituant la petite base du soufflet. Les plissures 12 du soufflet confèrent au soufflet une capacité à se comprimer ou à s'expanser sans risque de détérioration. Cependant, les systèmes de direction nécessitent une étanchéité parfaite. Ainsi, il est nécessaire d'une part de transférer l'air contenu dans un soufflet 3a en compression vers un soufflet 3b en expansion et d'autre part de s'assurer de l'équilibre de la pression interne par rapport à la pression atmosphérique à tout instant. Dans le cas d'une application à un véhicule automobile, celui-ci produit de la chaleur du fait de l'utilisation de moteur à combustion interne pour la mise en mouvement du véhicule et du frottement qui se produit entre les différentes pièces lors du fonctionnement normal du véhicule. Cette chaleur produite engendre une augmentation de la température des pièces situées à proximité et provoque une dilatation du volume de l'air contenu dans le dispositif 1. Ainsi pour conserver un équilibre de la pression interne du dispositif 1 par rapport au milieu extérieur et éviter une surpression apte à endommager les soufflets, il est nécessaire de placer un organe d'équilibrage des pressions 5 sur ledit dispositif 1.
Comme mentionné ci-dessus, chaque soufflet 3a, 3b est équipé d'un raccord 4 sur lequel vient se fixer le tuyau 6 de transfert d'air entre lesdits soufflets 3a, 3b. Raccords 4 et tuyau 6 forment la conduite 2, extérieure au boîtier 16 de direction, de mise en communication des soufflets 3a, 3b entre eux. Grâce à sa simplicité de construction, la conduite 2 peut être associée à tout type de direction.
Chaque raccord 4 se présente sous la forme d'un conduit tubulaire en L. Une extrémité 4b du raccord 4 est fixée à la paroi du soufflet 3a, 3b, par des moyens tels que le collage ou le soudage, au voisinage de la zone en collier 13 qui se raccorde au boîtier 16 de direction. L'autre extrémité 4a du raccord 4 présente, comme l'illustrent les figures 4 et 5, sur son pourtour des crans de sapin 10 pour une liaison par emmanchement avec ledit tuyau 6. L'extrémité 4a peut aussi présenter un pourtour circulaire. Il sera prévu dans ce cas soit un moyen de serrage du tuyau 6 sur l'extrémité 4a du raccord 4, soit un emmanchement du tuyau 6 dans l'extrémité 4a du raccord 4.
Le choix du positionnement de l'organe d'équilibrage des pressions s'effectue en tenant compte du chemin à parcourir par l'air d'un soufflet 3a en compression vers celui 3b en expansion. On évite donc de placer ledit organe 5 d'équilibrage des pressions sur le chemin naturel emprunté par l'air lors de son déplacement d'un soufflet 3a en compression vers un soufflet 3b en expansion par l'intermédiaire d'un tuyau 6 reliant les soufflets 3. C'est ainsi que, de préférence, l'organe 5 d'équilibrage des pressions est placé au voisinage de la zone de liaison des branches du raccord 4 en L. L'avantage que procure l'intégration d'un organe 5 d'équilibrage des pressions dans le raccord 4 plutôt que sur le tuyau 6 reliant les soufflets 3a, 3b s'explique par le fait que selon les modèles d'automobile, la distance entre les soufflets 3a, 3b de protection des organes de direction et/ou de transmission est rarement constante. Ainsi pour s'affranchir de cette contrainte dimensionnelle, il est plus judicieux de placer l'organe 5 d'équilibrage des pressions sur le raccord 4 dont une extrémité 4b est solidarisée au soufflet et l'autre extrémité 4a assemblée à une extrémité du tuyau 6 car les caractéristiques dimensionnelles du raccord 4 sont indépendantes des modèles de véhicule automobile intégrant ce type de raccord 4. De ce fait, l'efficacité de l'organe 5 de décompression, dont les conditions d'utilisation sont connues, est garantie. Comme décrit ci avant, la position de l'organe d'équilibrage des pressions fait l'objet d'un choix particulier présentant plusieurs avantages, cependant, il n'est pas exclu de la protection de placer l'organe d'équilibrage des pressions sur le tuyau 6 reliant les soufflets entre eux.
Selon une première variante du mode de réalisation préféré représenté à la figure 4, l'organe 5 d'équilibrage des pressions est disposé dans un évidement de la partie de paroi du raccord 4 en regard de l'extrémité 4a ouverte de la branche dudit raccord 4 reliée audit tuyau 6, cet organe 5 d'équilibrage des pressions étant protégé par un capot 9 extérieur audit raccord 4. Dans ce cas, l'organe 5 d'équilibrage des pressions peut être fixé au raccord 4 lors d'une opération de surmoulage dudit raccord 4 sur l'organe 5 de décompression. Il peut également être fixé au moyen d'un élément de serrage (élément non représenté dans les figures) ou d'une soudure. Le capot 9 extérieur peut être un élément rapporté, auquel cas il sera assemblé au raccord 4 par exemple par encliquetage. Ce capot 9 peut également être moulé avec le raccord 4, lors de sa fabrication, la liaison entre capot et raccord étant obtenue par un amincissement de matière. Dans les deux cas, il est rabattu sur l'ouverture ou évidement logeant ledit organe 5 d'équilibrage des pressions afin de remplir sa fonction de protection de l'organe 5 d'équilibrage des pressions contre les agressions du milieu extérieur.
Selon une deuxième variante du mode de réalisation préféré représenté à la figure 5, l'organe 5 d'équilibrage des pressions constitue au moins une partie de la paroi d'un logement 7 ménagé à l'intérieur dudit raccord 4, ce logement 7 communiquant, par un canal 8 de fuite, avec le milieu extérieur. Dans ce cas, l'organe 5 d'équilibrage des pressions est introduit par l'extrémité 4a du raccord 4 puis est fixé par soudage depuis l'extrémité 4a du raccord 4. Ainsi, dans cette variante, l'organe 5 d'équilibrage des pressions est également protégé contre les agressions du milieu extérieur, car le canal 8 de fuite est spécialement dimensionné pour empêcher tout contact de l'organe 5 d'équilibrage des pressions avec des éléments du type gravillon, boue, coupant et/ou perforant pouvant le dégrader prématurément.
Grâce au choix du positionnement de l'organe 5 d'équilibrage des pressions perméable à l'air et imperméable à l'eau dans le raccord 4 qui relie le soufflet au tuyau 6, il en résulte un avantage conséquent. En effet, la réalisation d'un tel
raccord 4 permettant d'associer les fonctions de transfert de fluide et d'équilibrage des pressions sur la même pièce, réduit le nombre d'opérations à effectuer sur le soufflet pour le doter de ces deux fonctions, ceci entraînant une réduction du coût de l'ensemble et une durée de vie accrue.
Claims
1. Dispositif (1) de protection de direction, en particulier de véhicule automobile, du type dans laquelle l'élément principal de direction, tel qu'une crémaillère, est logé et monté coulissant à l'intérieur d'un boîtier (16) de direction, le dispositif (1 ) de protection comprenant au moins deux soufflets (3a, 3b) raccordables par l'une de leurs extrémités, généralement par serrage, au boîtier (16) de la direction à protéger, caractérisé en ce que le dispositif de protection comporte en .outre au moins une conduite (2) de liaison des soufflets (3a, 3b) entre eux, extérieure au boîtier (16) de direction, ladite conduite (2) extérieure de mise en communication des soufflets (3a, 3b) et de transfert de la pression d'air résultant de la compression d'un soufflet (3a) vers le soufflet (3b) en expansion étant équipée d'au moins un organe (5) d'équilibrage des pressions par transfert de gaz entre conduite (2) et atmosphère extérieure.
2. Dispositif (1 ) de protection de direction selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit organe (5) d'équilibrage des pressions est formé d'une membrane perméable aux gaz et imperméable à l'eau.
3. Dispositif (1) de protection de direction selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite conduite (2) est formée d'un tuyau (6) et de deux raccords (4), lesdits raccords (4) se présentant chacun sous forme d'un corps tubulaire dont une extrémité est raccordée à un soufflet (3a, 3b) et l'autre au tuyau (6).
4. Dispositif (1) de protection de direction selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ou au moins un organe (5) d'équilibrage des pressions est monté sur un raccord (4) d'un soufflet (3a, 3b).
5. Dispositif (1) de protection de direction selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'au moins l'un des raccords (4) affecte la forme générale d'un conduit en « L », l'extrémité (4a) ouverte d'une des branches du L étant raccordée au tuyau (6) tandis que l'extrémité (4b) de l'autre branche est raccordée au soufflet (3a, 3b).
6. Dispositif (1) de protection de direction selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe (5) d'équilibrage des pressions est disposé au voisinage de la zone de liaison desdites branches (4a, 4b) du L entre elles.
7. Dispositif (1) de protection de direction selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'organe (5) d'équilibrage des pressions constitue au moins une partie de la paroi d'un logement (7) ménagé à l'intérieur dudit raccord (4), ce logement (7) communiquant par un canal (8) de fuite avec le milieu extérieur.
8. Dispositif (1) de protection de direction selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que l'organe (5) d'équilibrage des pressions est disposé dans un évidement de la partie de paroi du raccord (4) en regard de l'extrémité (4a) ouverte de la branche dudit raccord (4) reliée audit tuyau (6), cet organe (5) d'équilibrage des pressions étant protégé par un capot (9) extérieur audit raccord.
9. Dispositif (1) de protection de direction selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que l'extrémité (4a) du raccord (4) reliée au tuyau (6) présente sur son pourtour des crans de sapin (10) pour une liaison par emmanchement avec ledit tuyau (6).
10. Soufflet (3a, 3b) de protection de direction de véhicule automobile, dans laquelle l'élément principal de direction, tel qu'une crémaillère, est logé dans un boîtier de direction, ledit soufflet comprenant un tronçon (11) souple de soufflet présentant des plissures (12) annulaires et des zones (13) en collier qui s'y raccordent aux deux extrémités, une des zones (13) en collier servant au raccordement du soufflet (3a, 3b) au boîtier (16) de direction, ce soufflet (3a, 3b) comprenant en outre au moins un raccord (4) se raccordant depuis l'extérieur à une zone (13) en collier, ce raccord (4) se présentant sous la forme d'un corps tubulaire, de préférence en L, dont une extrémité (4b) est solidarisée à la paroi dudit soufflet (3a, 3b) et dont l'autre extrémité (4a) ouverte est apte à être raccordée par l'intermédiaire d'un tuyau (6) externe à un autre soufflet, tuyau (6) externe et raccord (4) étant aptes à former une conduite (2) extérieure au boîtier (16) de direction, de mise en communication dudit soufflet (3a, 3b) avec un autre soufflet (3b, 3a) et de transfert de la pression d'air résultant de la compression d'un soufflet (3a, 3b) vers le soufflet (3b, 3a) en expansion, caractérisé en ce que ledit raccord (4) est équipé en outre d'un organe (5) d'équilibrage des pressions situé en dehors de la zone de liaison du raccord (4) au tuyau (6) en vue de l'obtention, à l'état raccordé du soufflet (3a, 3b) à l'autre soufflet (3a, 3b) par l'intermédiaire du tuyau (6), d'un dispositif (1) de protection conforme à l'une des revendications 1 à 9.
11. Direction pour véhicule automobile du type comprenant un boîtier (16) de direction, une crémaillère logée et montée à déplacement coulissant à l'intérieur dudit boîtier (16), des barres d'accouplement ou biellettes associées à ladite crémaillère et au moins deux soufflets (3a, 3b) de protection reliés au boîtier (16) de direction d'un côté et à la barre d'accouplement ou biellette voisine de l'autre côté, caractérisé en ce que les soufflets (3a, 3b) sont en outre reliés entre eux par une conduite (2) extérieure au boîtier (16) de direction, ladite conduite (2) de mise en communication des soufflets (3a, 3b) et de transfert de la pression d'air résultant de la compression d'un soufflet (3a, 3b) vers le soufflet (3a, 3b) en expansion étant équipée d'au moins un organe (5) d'équilibrage des pressions par transfert de gaz entre conduite (2) et atmosphère extérieure, conduite (2) extérieure et soufflets (3a, 3b) formant un dispositif de protection de direction conforme en particulier à l'une des revendications 1 à 9.
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