Brevet FR2830829A1 — publié le 20030418

longitudinale (23, 24). La présente invention concerne, de façon générale, les systèmes de direction pour véhicules automobiles. Elle se rapporte, plus particulièrement, aux directions à crémaillère, pourvues d'un dispositif d'assistance électrique agissant au niveau du pignon de direction qui vient en prise avec la crémaillère, ou agissant directement sur la crémaillère. Encore plus spécialement, I'invention s'intéresse à un dispositif qui, pour ce genre de direction assistée, assure un équilibrage entre les pressions d'air à l'intérieur de la direction et l'extérieur de celle-ci. Une direction à crémaillère de véhicule automobile est habituellement réalisée de façon totalement étanche, afin d'éviter toute entrée indésirable d'eau ou d'humidité à l'intérieur de ia direction. Da ns le cas particulier d 'une direction à assistance électriqu e, un joint torique est actuellement placé entre la barre de torsion et l'axe d'entrée du mouvement (lié à la colonne de direction), afin d'éviter l'entrée d'eau ou de particules solides dans 1'espace situé entre le sommet de la barre de torsion et I'axe d'entrée, ce joint assurant l'étanchéité totale. Ceci pose toutefois des problèmes de surpression ou de dépression dans la direction, en fonction de l'augmentation ou de la baisse de température environnante, la surpression ou dépression entranant une déformation exagérée des soufflets de la direction, situés autour des extrémités de la crémaillère, avec pour conséquence une détérioration ou une destruction de ces soufflets Certes, il a été déjà envisagé de réaliser des directions avec soufflets "respirants", qui permettent l'entrce ou la sortie d'air. Toutefois, cette solution nécessite une fabrication spéciale, donc complexe et coûteuse, des soufflets. La présente invention a pour but de fournir une direction à assistance électrique avec dispositif d'équilibrage des pressions entre l'intérieur et l'extérieur de la direction, en vue d'éviter la déformation et la détérioration des soufflets, ce dispositif étant obtenu par une simple adaptation de la structure de la direction assistée, dans la région de la barre de torsion et de l'axe d'entrée du mouvement. A cet effet, I'invention a pour objet une direction à crémaillère à assistance électrique pour véhicule automobile, comprenant un moteur électrique d'assistance agissant au niveau du pignon de direction qui vient en prise avec la crémaillère, ou agissant directement sur la crémaillère, et comprenant une barre de torsion intercalée entre ledit pignon et un axe d'entrée du mouvement, lui-même lié à la colonne de direction, I'axe d'entrée possédant un alésage central qui rec,oit la portion de la barre de torsion liée à l'axe d'entrée, cette direction étant essentiellement caractérisée en ce que: - d'une part, une communication autorisant une circulation de l'air entre l'intérieur et l'extérieur de la direction est réalisée entre la barre de torsion et l'axe d'entrée du mouvement, dans la zone de liaison de ces deux pièces, et - d'autre part, I'alésage central de l'axe d'entrce du mouvement reçoit, au-dessus du sommet de la barre de torsion, un élément d'obtu ration réal i sé, au moins pa rtiel lement, en u ne 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. Ainsi, I'idée à la base de l'invention consiste à supprimer le joint total ement éta nche à l'eau et à l'air, ha bituellement placé entre la barre de torsion et l'axe d'entrée, de manière à créer une communication entre l'intérieur et l'extérieur de la direction, au niveau de la zone de liaison entre la barre de torsion et l'axe d'entrée, tout en obturant l'alésage de cet axe d'entrée, au dessus de la barre de torsion, par un élément perméable à l'air mais hydrophobe. La direction assistée électrique est ainsi rendue "respirante" (en mettant aussi à profit la communication habituellement existante entre ses deux soufflets), tout en restant étanche à l'eau et aux particules solides. Selon le mode de réalisation de la communication réalisée entre la barre de torsion et l'axe d'entrée du mouvement, pour permettre une circulation d'air entre l'intérieur et l'extérieur de la direction, il est possible de définir diverses formes de réalisation de l'invention. Dans la forme de réalisation la plus simple, la communication réalisée entre la barre de torsion et l'axe d'entrée du mouvement résulte d'un jeu annulaire, ménagé entre la tête de barre de torsion et la paroi de l'alésage central de l'axe d'entrée. La communication par ce jeu annulaire peut être obtenue par simple suppression du joint torique habituel. Toutefois, cette solution peut s'avérer insuffisante, car l'état de surface et l'ajustement des deux pièces considérées risque de bloquer le passage de l'air. Pour éviter cette difficulté, donc pour faciliter la circulation de l'air entre l'intérieur et l'extérieur de la direction, une autre solution consiste à réaliser ia communication entre la barre de torsion et l'axe d'entrée du mouvement par au moins une rainure ménagée dans la tête de la barre de torsion etiou dans la paroi de l'alésage central de l'axe d'entrée. Selon une forme de réalisation particulière, au moins une rainure longitudinale droite est ménagée dans la tête de la barre de tension, cette rainure délimitant, avec la portion adjacente de paroi de l'alésage central de l'axe d'entrée, un canal de communication rectiligne entre l'intérieur et l'extérieur de la direction. Selon une autre forme de réalisation envisageable, au moins une rainure hélicodale est ménagée dans la tête de la barre de torsion, cette rainure délimitant, avec la portion adjacente de paroi de l'alésage central de l'axe d'entrée, un canal de communication héli co d al entre l'intérieur et l'extérieur de la direction. Quant à l'élément d'obturation en matière perméable à l'air mais hydrophobe, celui-ci est avantageusement constitué par une pastille ou un tampon en matière poreuse, adapté dans l'alésage central de l'axe d'entrée du mouvement, au-dessus de la tête de la barre de torsion. Plus particulièrement, la pastille ou le tampon est réalisable en polytétrafluoréthylène poreux, toute autre matière équivalente étant aussi utilisable L'invention sera de toute fa,con mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de cette direction à assistance électrique pour véhicule automobile. Figure 1 est une vue générale, extérieure, d'une direction assistée électrique conforme à 1'invention; Figure 2 est une vue de détail, partiellement en coupe, passant par la barre de torsion et l'axe d'entrée, et représentant une première forme de réalisation de l'invention; Figure 3 est une vue similaire à la figure 2, illustrant une deuxième forme de réalisation de 1'invention; Figure 4 est une autre vue similaire aux précèdentes, illustrant une troisième forme de réalisation de l'invention. La figure 1 représente extérieurement une direction à crémaillère, et plus particulièrement une direction assistée électrique. Cette figure montre le carter central tubulaire 2 de la direction assistée, dans lequel est montée coulissante la crémaillère 3. Les extrémités droite et gauche de la crémaillère 3, extérieures au carter 2, sont accouplées à des biellettes 4. Deux soufflets 5, raccordés respectivement aux deux extrémités du carter 2, recouvrent et protègent les zones d'extrémité de la crémaillère 3. La crémaillère 3 est en prise avec un pignon de direction (non représenté) , lié en rotation à un axe d'entrée du mouvement 6 par l'intermédiaire d'une barre de torsion 7 (voir aussi les figures 2 et suivantes). L'axe d'entrée 6 est lui-même lié en rotation à une colonne de direction avec volant de conduite, non représentée. S'agissant ici d'une direction assistée électrique, celle-ci comprend encore un moteur électrique d'assistance 8, qui par l'intemmédiaire d'une transmission mécanique agit ici au niveau du pignon de direction, d'une manière connue en soi. Les figures 2, 3 et 4 montrent, plus en détail, la zone de liaison entre l'axe d'entrée 6 et la barre de torsion 7. De manière également connue en soi, I'axe d'entrée 6 possède une configuration tubulaire, avec un alésage central 9. La barre de torsion 7 possède, à son sommet, une tête élargie 10 qui est située dans l'alésage central 9 de l'axe d'entrée 6. Une goupille transversale 11 assure une liaison en rotation entre l'axe d'entrée 6 et la tête de la barre de torsion 7. Dans le mode de réalisation de la figure 2, un jeu annulaire 12 est ménagé entre la tête 10 de la barre de torsion 7, d'une part, et la paroi cylindrique de l'alésage central 9 de l'axe d'entrée 6, d'autre part. Comme l'indiquent les flèches, le jeu annulaire 12 crée une communication, permettant une circulation d'air de l'intérieur vers l'extérieur de la direction assistée, ou inversement de l'extérieur vers l'intérieur de cette direction. De plus, comme montré en partie supérieure de la figure 2, un élément d'obturation 13 tel qu'une pastille ou un tampon, en matière poreuse perméable à l'air mais hydrophobe, est mis en place dans l'alésage central 9 de l'axe d'entrée 6, au-dessus de la tête 10 de la barre de torsion 7. Ainsi, le passage de l'air entre l'intérieur et l'extérieur de la direction est autorisé au travers du jeu annulaire 12 entre la tête 10 et la paroi de l'alésage 9, et au travers de l'élément d'obturation 13, tandis que ce même élément 13 s'oppose à l'entrée d'eau ou de particules solides à l'intérieur de la direction. Selon les variations de température, I'air peut donc sortir de la direction ou y rentrer, de manière à équilibrer la pression entre l'intérieur de s cette direction et l'extérieur, afin d'éviter la déformation des soufflets 5 et ieur détérioration, notamment lorsque la température environnante augmente ou baisse fortement, le passage de l'eau et de l'humidité étant toutefois évité par l'élément d'obturation 13. S La figure 3 montre une autre forme de réalisation, les éléments correspondant à ceux précèdemment décrits y étant désignés par les mêmes repères que sur ia figure 2. Il n'est ici prévu aucun jeu particulier entre la tête de la barre de torsion 7 et la paroi de l'alésage central 9 de l'élément d'entrée 6. Par contre, une rainure rectiligne longitudinale 14 est ménagée dans la tête 10 de la barre de torsion 7, sur toute la hauteur de cette tête 10. La rainure 14 délimite, avec la portion adjacente de la paroi de l'alésage 9, un canal qui permet de faire communiquer l'intérieur et l'extérieur de la direction. De plus, comme dans le mode de réalisation précédent, un élément d'obturation 13 en matière perméable à l'air, mais hydrophobe, est ici placé dans l'alésage central 9 de l'élément d'entrée 6, au-dessus de la tête 10 de la barre de torsion 7. Ainsi, le fonctionnement d'ensemble reste le même, le passage d'air étant autorisé par le canal de communication résultant de la rainure 14, et par l'élément d'obturation 13 qui, par ailleurs, interdit toute entrée d'eau ou de particules. Enfin, la figure 4 illustre une variante du mode de réalisation précèdent. Dans la tête 10 de la barre de torsion 7 est ici ménagée une rainure de forme hélicodale, s'étendant de la base de la tête 10 jusqu'à son sommet Cette rainure 15 délimite, avec la portion adjacente de la paroi de l'alésage central 9 de l'axe d'entrée 6, un canal lui-même hélico7dal, permettant 2s la communication entre l'intérieur et l'extérieur de la direction. De plus, comme précèdemment, un élément d'obturation 13 en matière perméable à l'air, mais hydrophobe, est mis en place dans l'alésage 9, au-dessus de la tête 10. Le fonctionnement d'ensemble est similaire à celui de la forme de réalisation précèdente, le canal de communication hélicodal qui résulte de la rainure 15 jouant le même rôle que le canal rectiligne de la figure 3. Dans tous les cas, la matière constitutive de l'élément d'obturation 13, perméable à l'air mais hydrophobe, peut être une résine polymérique fluorée poreuse, telle que celle commercialisée sous la dénomination " PERMEON >, (marque enregistrée), ou toute autre matière équivalente. Comme il va de soi, I'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cette direction à assistance électrique 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. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention: - en donnant une autre forme aux rainures ménagées dans la tête de la barre de torsion, ou en prévoyant ici deux ou plusieurs rainures; - en creusant une ou des rainures dans la paroi de l'alésage de l'axe d'entrée, au lieu de la tête de la barre de torsion, ce qui constituerait une solution équivalente dans la mesure o la ou les rainures conservent une fonction de mise en communication entre l'intérieur et l'extérieur de la direction; - en modifiant les détails de forme de l'élément d'obturation, et en fixant cet élément dans l'axe d'entrée par tout moyen approprié; - en choisissant d'autres matières appropriées pour l'élement d'obturation; - en destinant le même dispositif à une direction assistée électrique différant, par ses détails constructifs, de celle visible sur la figure 1, en particulier une direction dans laquelle le moteur électrique d'assistance agirait directement sur la crémaillère. REVENDICATIONS 1 - Direction à crémaillère à assistance électrique pour véhicule automobile, comprenant un moteur électrique d'assistance (8) agissant au niveau du pignon de direction qui vient en prise avec la crémaillère (3), ou agissant directement sur la crémaillère (3), et comprenant une barre de torsion (7) intercalée entre ledit pignon et un axe d'entrée (6) du mouvement, lui-même lié à la colonne de direction, I'axe d'entrée (6) possédant un alésage central (9) qui reçoit la portion (10) de la barre de torsion (7) liée à l'axe d'entrée (6), caractérisée en ce que: - d'une part, une communication (12; 14; 15) autorisant une circulation de l'air entre l'intérieur et l'extérieur de la direction est réalisée entre la barre de torsion (7) et l'axe d'entrée (6) du mouvement, dans la zone de liaison de ces deux pièces (6, 7), et - d'autre part, I'alésage central (9) de l'axe d'entrée (6) du mouvement reçoit, au-dessus du sommet de la barre de torsion (7), un élément d'obturation (13) 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 (5) de cette direction. 2 - Direction à assistance électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la communication réalisoe entre la barre de torsion (7) et l'axe d'entrée (6) du mouvement résulte d'un jeu annulaire (12), ménagé 2s entre la tête (10) de la barre de torsion (7) et la paroi de l'alésage central (9) de l'axe d'entrée (6). 3 - Direction à assistance électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la communication, réalisée entre la barre de torsion (7) et l'axe d'entrée (6) du mouvement, résulte d'au moins une rainure (14; 15) ménagée dans la tête (10) de la barre de torsion (7) et/ou dans la paroi de l'alésage central (9) de l'axe d'entrée (6). 4-Direction à assistance électrique selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'au moins une rainure longitudinale droite (14) est ménagée dans la tête (10) de la barre de torsion (7), cette rainure (14) délimitant, avec la portion adjacente de paroi de l'alésage central (9) de l'axe d'entrée (6), un canal de communication rectiligne entre l'intérieur et l'extérieur de la direction. - Direction à assistance électrique selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'au moins une rainure hélicoTdale (15) est ménagée dans la tête (10) de la barre de torsion (7), cette rainure (15) délimitant, avec la portion adjacente de la paroi de l'alésage central (9) de l'axe d'entrée (6), un canal de communication hélicoTdal entre l'intérieur et l'extérieur de la direction. 6-Direction à assistance électrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'élément d'obturation en matière perméable à l'air, mais hydrophobe, est constitué par une pastille ou un tampon (13) en matière poreuse, adapté dans l'alésage (9) de l'axe d'entrée (6) du mouvement, au-dessus de la tête (10) de la barre de torsion (7). 7 - Direction à assistance électrique selon la revendication 6, caractérisée en ce que la pastille ou le tampon (13), constituant l'élément