Brevet FR2954258A1 — publié le 20110624

La présente invention concerne, d'une façon générale, les systèmes de direction des véhicules automobiles. Plus particulièrement, cette invention s'intéresse à un assemblage de deux ou plusieurs carters dans un système de direction, ces carters pouvant être réalisés en métal, notamment en aluminium, ou bien en matière plastique. Les systèmes de direction des véhicules automobiles, formant des sous-ensembles manuels ou à assistance hydraulique ou à assistance électrique, comportent en général des mécanismes logés dans des carters en aluminium et/ou en matière plastique. Ces mécanismes sont habituellement assemblés les uns aux autres au moyen de vis qui réunissent entre eux leurs carters respectifs pour former le système de direction. On connaît ainsi, par exemple, des systèmes de directions composés d'un carter de direction principal, dans lequel est logée et montée coulissante la crémaillère et d'un carter secondaire situé au point de raccordement de la colonne de direction et logeant un capteur, tel qu'un capteur de couple, utilisé dans le cadre de l'assistance de la direction, les deux carters étant assemblés entre eux au moyen de deux vis diamétralement opposées. Le système de direction doit être étanche vis-à-vis de l'extérieur, pour fonctionner convenablement sur une longue durée. La localisation du système de direction, entre le moteur du véhicule et la chaussée, ainsi que les conditions auxquelles est exposé le système de direction, rendent les spécifications d'étanchéité très sévères. En particulier, un système de direction doit résister au lavage à haute pression et au brouillard salin, ce qui est vérifié en le soumettant à des tests spécifiques : - Lavage à haute pression : Un jet d'eau à une pression de 80 à 100 bars, et à une température de 80 à 100° C, est émis à une distance de 10 à 30 cm par rapport à la direction, plusieurs passages successifs du jet étant effectués. - Brouillard salin : La direction est soumise, pendant plusieurs 30 centaines d'heures, à la projection d'un brouillard d'eau acide, donc corrosive, représentative des sels utilisés pour le déneigement des routes. Ces deux tests sont particulièrement sévères pour les assemblages vissés de carters des systèmes de direction, puisqu'ils sollicitent la zone critique constituée par le plan de jonction entre deux carters. 35 Il est connu d'insérer des moyens d'étanchéité entre deux carters assemblés par des vis. Ces moyens d'étanchéité sont notamment constitués par des joints, de diverses formes, mis en place entre les deux carters, dans le plan de jonction. Les solutions d'étanchéité existantes, telles que rappelées ci-dessus, présentent l'inconvénient de laisser une distance entre l'extérieur du plan de jonction, à la surface des carters assemblés, et le joint utilisé pour obtenir l'étanchéité désirée. Ainsi l'eau sous haute pression ou le liquide corrosif a la possibilité de progresser jusqu'au joint, dans le plan de jonction. La corrosion alors présente dans le plan de jonction et/ou à proximité du joint compromet l'étanchéité de l'assemblage des carters. La présente invention a pour but d'éviter cet inconvénient, en fournissant une solution protectrice appliquée au niveau du plan de jonction entre deux carters et capable de limiter efficacement l'effet nocif des jets de lavage à la haute pression et/ou du brouillard salin, de sorte que l'étanchéité du système de direction s'en trouve améliorée, de manière durable. A cet effet, l'invention a pour objet un assemblage d'au moins deux carters dans un système de direction de véhicule automobile, en particulier un assemblage du type vissé et comportant des moyens d'étanchéité, incluant notamment au moins un joint mis en place dans le plan de jonction entre deux carters, cet assemblage étant essentiellement caractérisé par le fait que les moyens d'étanchéité comprennent aussi une collerette de protection qui est solidaire de l'un des carters et dépasse de ce carter en entourant le plan de jonction, et qui recouvre en partie un autre carter en laissant entre ce dernier et elle-même un jeu d'assemblage, la hauteur de la collerette étant égale ou supérieure à six fois la valeur du jeu d'assemblage. Ainsi, le problème à la base de l'invention est résolu pour l'ajout, sur l'un des carters, d'une collerette de protection qui couvre la périphérie du plan de jonction et de la zone adjacente appartenant à l'autre carter. De préférence, la collerette de protection est formée sur le carter situé en position supérieure, et elle recouvre en partie le carter situé en position inférieure, le système de direction étant ici considéré dans sa position montée sur le véhicule. Ainsi, cette collerette est orientée vers le bas, de sorte à ne pas créer d'accumulation d'eau au niveau du plan de jonction des deux carters. Dans ce cas, le carter supérieur est préférentiellement réalisé en matière plastique moulée, afin de limiter les coûts d'obtention de la collerette de protection d'une part, celle-ci étant réalisée par moulage avec le carter supérieur, et de limiter l'impact de la corrosion de cette collerette par le brouillard salin d'autre part. Dans un mode de réalisation de l'invention, la collerette de protection solidaire de l'un des carters recouvre en partie l'autre carter, en ménageant un jeu d'assemblage qui reste rempli par l'air ambiant. Ce mode de réalisation est particulièrement simple et économique, le jeu entre la collerette et le second carter, qui est en particulier le carter inférieur, permettant un assemblage aisé des deux carters. Après assemblage, la collerette s'avère ici particulièrement efficace contre les jets de lavage à haute pression, en limitant l'accès de l'eau au plan de jonction par un effet de « chicane » Si le jet vient du bas, ou par un effet « d'écran » Si le jet vient du haut. La collerette limite l'accès du brouillard salin au plan de jonction, par un effet « d'écran ». Le rapport entre la hauteur de cette collerette et la valeur du jeu (six fois supérieure ou plus) permet d'obtenir l'effet de « chicane » ici désiré. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le jeu d'assemblage entre la collerette de protection et la partie de carter recouverte par cette collerette est rempli d'une matière d'étanchéité, introduite lors de l'assemblage des carters. Cette matière d'étanchéité, qui finalement vient combler le jeu d'assemblage, peut être au choix : - Une graisse très visqueuse, ou - Une résine élastomère réticulable souple, du type époxyde, polyuréthane, acrylate ou silicone, ou encore - Un joint en caoutchouc, comprimé entre la collerette et la partie de carter recouverte par cette collerette, ledit joint étant mis en compression 25 lors de l'assemblage des carters. Ce deuxième mode de réalisation est encore plus efficace, puisque la matière d'étanchéité, remplissant finalement le jeu d'assemblage, constitue une « barrière » qui protège le plan de jonction entre les deux carters. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la 30 description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de cet assemblage de carters pour systèmes de direction : Figure 1 est une vue en perspective d'un système de direction, et plus particulièrement de ses carters, auquel est applicable la présente 35 invention ; Figure 2 est une vue en coupe au travers de deux carters assemblés l'un à l'autre selon un premier mode de réalisation de l'invention ; Figure 3 représente, en coupe et à l'échelle agrandie, un détail d'un assemblage de carters selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. En se référant à la figure 1, qui représente un système de direction 1 (dans l'exemple illustré une direction assistée électrique), il est rappelé qu'un tel système comprend un carter de direction principal 2, de forme allongée, dans lequel est montée coulissante une crémaillère 3 dont les deux extrémités, situées à l'extérieur du carter 2, sont respectivement liées par l'intermédiaire de biellettes 4 et 5 aux roues directrices droite et gauche (non représentées) du véhicule. S'agissant ici d'une direction assistée électrique, celle-ci comprend un moteur électrique d'assistance 6, qui dans l'exemple illustré est accouplé, par l'intermédiaire d'un réducteur de vitesse, à la crémaillère 3. La colonne de direction, reliée au volant de conduite, aboutit à un arbre d'entrée 7 de la direction, qui est lié en rotation à un pignon de direction en prise avec la crémaillère 3. Au niveau de l'arbre d'entrée 7, il est prévu un carter 8 logeant un capteur de couple, à partir duquel est pilotée la fonction d'assistance exercée par le moteur électrique 6. Le carter de capteur 8 est réalisé avantageusement en matière plastique moulée, et il occupe une position supérieure par rapport au carter principal 2 de la direction, situé en position inférieure. Le carter de capteur 8 est assemblé sur le carter principal 2 au moyen de deux vis de fixation 9 diamétralement opposées par rapport à l'axe A de l'arbre d'entrée 7, comme le montre plus en détail la figure 2. Un joint d'étanchéité 10, par exemple un joint torique est inséré entre le carter de capteur 8 et le carter principal 2, dans le plan de jonction P de ces deux carters. Dans les réalisations selon l'état de la technique, le joint 10 constitue le seul moyen d'étanchéité ente les deux carters assemblés 2 et 8. Selon l'invention, et dans un premier mode de réalisation celle-ci illustré par la figure 2, l'étanchéité entre les deux carters 2 et 8 est renforcée par une collerette de protection 11, rattachée au carter de capteur 8 autrement dit au carter supérieur. La collerette de protection s'étend vers le bas, sur une hauteur H, en entourant le plan de jonction P et en recouvrant aussi en partie le carter principal 2, autrement dit le carter inférieur. La collerette 11 ménage, entre elle-même et la surface de la partie du carter principal 2 qu'elle recouvre, un jeu d'assemblage J qui reste ici rempli par l'air ambiant. La hauteur H de la collerette 11 est prévue ici égale à au moins six fois la valeur de jeu d'assemblage J. Dans la mesure où le carter de capteur 8 est réalisé en matière plastique moulée, la collerette de protection 11 est réalisée dans la même 5 matière, directement par moulage avec ce carter supérieur. Sur le véhicule, cette collerette 11 assure une protection de la zone d'assemblage des deux carters 2 et 8, aussi bien contre les jets de lavage à haute pression que contre le brouillard salin. Plus particulièrement, la présence de ladite collerette 11 forme une chicane vis-à-vis de projections venant du 10 bas, et un écran vis-à-vis de projections venant du haut. La figure 3, sur laquelle les éléments correspondants sont désignés par les mêmes repères que sur la figure 2, illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention, dans lequel le jeu d'assemblage J est rempli d'une matière d'étanchéité 12. Cette matière d'étanchéité 12 venant combler le jeu J, 15 est introduite lors de l'assemblage du carter de capteur 8 sur le carter de direction principal 2. Il peut s'agir d'une graisse très visqueuse, ou d'une résine élastomère réticulable souple du type époxyde, polyuréthane, acrylate ou silicone, ou encore d'un joint en caoutchouc. Dans ce dernier cas, le joint constituant la matière d'étanchéité 12 se trouve comprimé entre la collerette 11 20 et la partie du carter de direction 2 recouverte par la collerette 11, ledit joint étant mis en compression lors de l'assemblage des deux carters 2 et 8. Dans ce deuxième mode de réalisation, la présence de la matière d'étanchéité 12 améliore encore la protection au niveau du plan de jonction P entre les deux carters 2 et 8. 25 Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de cet assemblage de carters 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 : 30 - Dans le mode de réalisation tel qu'illustré par la figure 3, en utilisant toute matière d'étanchéité appropriée ; - En appliquant l'invention à un assemblage de plus de deux carters, lesquels peuvent loger tous organes mécaniques ou autres, et être assemblés au moyen de vis elles aussi en nombre quelconque ; 35 - En destinant l'invention à des systèmes de direction de tous types, qu'il s'agisse de directions manuelles ou de directions assistées, qui elles-mêmes peuvent appartenir à toutes catégories : directions hydrauliques, ou directions électriques avec moteur d'assistance pouvant agir au niveau de la crémaillère ou du pignon ou de la colonne de direction.5 REVENDICATIONS1 Assemblage d'au moins deux carters dans un système de direction de véhicule automobile, en particulier un assemblage du type vissé (9) et comportant des moyens d'étanchéité, incluant notamment au moins un joint (10) mis en place dans le plan de jonction (P) entre deux carters (2, 8), caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité comprennent aussi une collerette de protection (11) qui est solidaire de l'un des carters (8) et dépasse de ce carter en entourant le plan de jonction (P), et qui recouvre en partie un autre carter (2) en laissant entre ce dernier et elle-même un jeu d'assemblage (J), la hauteur (H) de la collerette (11) étant égale ou supérieure à six fois la valeur du jeu d'assemblage (J). 2. Assemblage de carters selon la revendication 1, caractérisé en ce que la collerette de protection (11) est formée sur le carter (8) situé en position supérieure, et recouvre en partie le carter (2) situé en position inférieure, le système de direction (1) étant ici considéré dans sa position montée sur le véhicule. 3. Assemblage de carters selon la revendication 2, caractérisé en ce que le carter supérieur est un carter de capteur (8), et en ce que le ce que le carter inférieur est le carter principal (2) de la direction, logeant la crémaillère (3). 4. Assemblage de carters selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le carter supérieur (8) est réalisé en matière plastique moulée, la collerette de protection (11) étant réalisée par moulage avec ce carter supérieur (8). 5. Assemblage de carters selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la collerette de protection (11) solidaire de l'un des carters (8) recouvre en partie l'autre carter (2), en ménageant un jeu d'assemblage (J) qui reste rempli par l'air ambiant. 6. Assemblage de carters selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le jeu d'assemblage (J) entre la collerette de 30 35protection (11) et la partie de carter (2) recouverte par cette collerette est rempli d'une matière d'étanchéité (12), introduite lors de l'assemblage des carters (2, 8). 7. Assemblage de carters selon la revendication 6, caractérisé en ce que la matière d'étanchéité (12), venant combler le jeu d'assemblage (J) est une graisse visqueuse. 8. Assemblage de carters selon la revendication 6, caractérisé en ce que la matière d'étanchéité (12), venant combler le jeu d'assemblage (J) est une résine élastomère réticulable souple, du type époxyde, polyuréthane, acrylate ou silicone. 9. Assemblage de carters selon la revendication 6, caractérisé en ce que la matière d'étanchéité (12), venant combler le jeu d'assemblage (J) est un joint en caoutchouc, compris entre la collerette (11) et la partie de carter (2) recouverte par cette collerette, ledit joint étant mis en compression lors de l'assemblage des carters (2, 8).