Brevet FR2963075A1 — publié le 20120127

i La présente invention concerne un soufflet de direction. Elle concerne plus particulièrement un soufflet de direction se présentant sous forme d'un manchon comportant successivement dans le sens axial au moins une première extrémité annulaire, dite grande base, apte à former une extrémité de fixation du soufflet à un premier élément de direction, tel qu'un boitier ou carter de direction à protéger, une partie déformable dans le sens d'un allongement ou d'un raccourcissement dudit soufflet formée d'une io succession de spires coaxiales, une deuxième extrémité annulaire, dite petite base, apte à former l'extrémité de fixation du soufflet à un deuxième élément de direction, tel qu'une biellette de direction à protéger. Dans une direction à crémaillère de véhicule automobile, un pignon de 15 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 20 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 25 porte-fusée, provoque elle-même l'orientation des roues du véhicule, pour un braquage à droite ou à gauche. Dans une telle direction à crémaillère, la liaison articulée entre chaque extrémité de la crémaillère et la biellette correspondante est une liaison à 30 rotule, dite rotule "axiale", réalisée par un boîtier de rotule axiale solidaire de l'extrémité de la crémaillère, et par un pivot de rotule axiale à tête sphérique, solidaire de la biellette et monté tournant en tous sens dans le boîtier de rotule axiale. 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 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 extrémité annulaire du soufflet est fixée autour de l'extrémité du carter de direction au moyen d'un premier collier d'attache, serré autour de cette extrémité. L'autre extrémité annulaire du soufflet est fixée autour de la biellette, ou du pivot de rotule axiale, au moyen d'un second collier d'attache, serré autour de cette autre extrémité. Ainsi fixé, le soufflet assure l'étanchéité dans l'intervalle entre le carter de direction et la biellette. 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. 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 la direction. Ceci pose, toutefois, des problèmes de surpression ou de dépression dans la direction, en fonction de l'augmentation ou de la baisse de la température environnante, et/ou de la température de l'air contenu dans la direction. En effet, lors des phases d'augmentation de température, la matière se ramollit, la pression augmente et le soufflet se déforme. Ce phénomène, appelé "snaking" (forme de S) entraîne un frottement du soufflet sur les parties métalliques pouvant provoquer sa rupture. Pour éviter de telles déformations, 2 5 io et leurs conséquences néfastes, il a déjà été proposé de permettre une entrée de l'air dans la direction, ou inversement, une sortie de l'air de manière à rendre la direction "respirante" en évitant autant que possible une entrée indésirable d'eau ou d'autre liquide ou encore de poussière. Une solution connue consiste à réaliser des directions avec soufflets "respirants" qui permettent l'entrée ou la sortie d'air. Toutefois, cette solution nécessite une fabrication spéciale, donc complexe et coûteuse des soufflets eux-mêmes. Un but de la présente invention est de proposer un soufflet dont la conception, bien que simple, permet de limiter la déformation et la détérioration du soufflet. A cet effet, l'invention a pour objet un soufflet de direction se présentant sous 15 forme d'un manchon comportant successivement dans le sens axial au moins une première extrémité annulaire, dite grande base, apte à former une extrémité de fixation du soufflet à un premier élément de direction, tel qu'un boitier ou carter de direction à protéger, une partie déformable dans le sens d'un allongement ou d'un raccourcissement dudit soufflet formée d'une 20 succession de spires coaxiales, une deuxième extrémité annulaire, dite petite base, apte à former l'extrémité de fixation du soufflet à un deuxième élément de direction, tel qu'une biellette de direction à protéger, caractérisé en ce que la partie déformable du soufflet comporte, dans le sens axial, au moins trois zones distinctes de spires, l'une des zones, dite zone de 25 transition étant interposée entre au moins deux zones dites, l'une, zone de petites spires, l'autre, zone de grandes spires, zones de petites et de grandes spires étant formées chacune de spires de diamètre constant d'une spire à une autre, le diamètre des spires de la zone de petites spires étant inférieur au diamètre des spires de la zone de grandes spires, lesdites zones étant 30 configurées de telle sorte que, sous l'effet d'une compression axiale du soufflet, les spires de la zone de petites spires se compriment avant les spires de la zone de grandes spires. Grâce à la configuration en trois zones de la partie déformable, on limite la forme conique du soufflet qui favorise la déformation en S. En outre, du fait de l'ordre choisi pour la déformation des zones, on favorise l'augmentation du volume en faisant s'écraser les petites spires et en étirant les grandes lors de la montée en pression à l'intérieur du soufflet, ladite montée en pression étant liée à la température. Cette géométrie permet un bon empilement transversal des spires limitant la io mise en S du soufflet. De plus, les petites spires se comprimant et les grandes s'étirant, le volume global du soufflet augmente faisant chuter la pression. De préférence, au moins pour chacune des zones de petites et de grandes spires, l'épaisseur et/ou l'angle au sommet de chaque spire et/ou l'angle de la 15 jonction en creux entre les spires sont choisis de telle que, sous l'effet d'une compression axiale du soufflet, les spires de la zone de petites spires se compriment avant les spires de la zone de grandes spires. La déformation par compression d'une zone par rapport aux autres zones peut 20 être facilitée en réduisant l'épaisseur des spires de ladite zone et/ou en réduisant la valeur de l'angle au sommet ou au niveau du creux des spires pour faciliter la cassure de la spire. Le choix de ces paramètres particulièrement aisés à gérer lors de la fabrication 25 du soufflet, en particulier dans le cas de soufflet fabriqué par extrusion soufflage, permet d'atteindre les résultats attendus sans surcoût. De préférence, au moins l'une des spires de la zone de transition présente un diamètre supérieur au diamètre des spires de la zone de petites spires et 30 inférieur au diamètre des spires de la zone de grandes spires. De préférence, les spires de la zone de transition sont, sous l'effet d'une 25 30 compression axiale du soufflet, déformables avant les spires de la zone de petites spires. L'épaisseur et/ou l'angle au sommet de chaque spire et/ou l'angle de la jonction en creux des spires de la zone de transition sont choisis de telle sorte que les spires de la zone de transition se compriment avant les spires de la zone de petites spires. Les spires de la zone de transition présentent un angle au sommet et/ou un io angle de la jonction en creux inférieur respectivement à ceux des spires de la zone de grandes spires. En d'autres termes, l'angle au sommet des spires de la zone de transition est inférieur à l'angle au sommet des spires de la zone de grandes spires et/ou 15 l'angle de la jonction en creux des spires de la zone de transition est inférieur à l'angle de la jonction en creux des spires de la zone de grandes spires. De préférence, la zone de transition comporte au plus trois spires. 20 Généralement, les spires de la zone de transition sont d'épaisseur inférieure à l'épaisseur des spires de la zone de grandes spires. Les spires de la zone de petites spires sont d'épaisseur inférieure à l'épaisseur des spires de la zone de grandes spires. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence à la figure unique qui représente une vue schématique en coupe d'un soufflet conforme à l'invention, à l'état raccordé de deux éléments de direction à protéger. Comme mentionné ci-dessus, l'invention a pour objet un soufflet 1 de direction en matière élastiquement déformable, en particulier en caoutchouc ou en élastomère, ledit soufflet étant de préférence fabriqué par hydroformage, extrusion soufflage, injection soufflage ou formage mécanique. Ce soufflet, représenté en 1 à la figure, se présente sous forme d'un manchon d'axe XX' ouvert à chacune de ses extrémités. Ce manchon comporte successivement, dans le sens axial, une première extrémité annulaire, dite grande base 2, fixée généralement autour de l'extrémité du carter de direction au moyen d'un premier collier d'attache serré autour de cette extrémité. io Ce manchon comporte encore une partie 3 déformable dans le sens d'un allongement ou d'un raccourcissement dudit soufflet formée d'une succession de spires 7 coaxiales. Cette partie 3 déformable du manchon est formée par une paroi tubulaire 15 plissée, par exemple à la manière d'un plissage en accordéon, ou ondulée du manchon pour former des spires ou ondes s'étendant parallèlement les unes aux autres dans une direction générale sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal XX' du manchon correspondant à l'axe longitudinal du soufflet. Les spires sont coaxiales à l'axe longitudinal du soufflet. 20 Généralement, chaque spire ou onde comporte deux flancs 9 reliés entre eux au sommet 10 de ladite spire. Chaque spire est séparée d'une spire adjacente par une jonction 8 en creux. 25 Les flancs de chaque spire présentent donc des premières extrémités raccordées par une partie, telle qu'un pli ou une portion en arc de cercle, appelée sommet 10 de la spire et des secondes extrémités qui sont raccordées par une partie, telle qu'un pli ou une portion en arc de cercle, à des extrémités correspondantes des flancs de spires ou d'ondes voisines. 30 Généralement, les flancs sont symétriques par rapport à un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe du manchon ou soufflet. Ces flancs sont ici représentés droits. Le manchon comporte encore une deuxième extrémité annulaire, dite petite base 11, apte à former l'extrémité de fixation du soufflet autour de la biellette ou du pivot de rotule axiale au moyen d'un second collier d'attache serré autour de cette extrémité. Ainsi fixé, le soufflet assure l'étanchéité de la direction dans l'intervalle entre les deux extrémités. De manière caractéristique à l'invention, la partie 3 déformable du soufflet io comporte, dans le sens axial, au moins trois zones distinctes de spires appelées respectivement zone 4 de petites spires, zone 5 de transition et zone 6 de grandes spires. La zone 5 de transition est disposée entre la zone 4 de petites spires et la zone 15 6 de grandes spires. Cette zone 5 de transition comporte au plus trois spires. Ainsi, dans l'exemple représenté, le soufflet 1 est un soufflet de direction à crémaillère pour véhicule automobile, ledit soufflet 1 étant agencé pour relier une extrémité d'un carter de direction à une biellette 12 de direction en 20 entourant une rotule axiale liant l'extrémité correspondante de la crémaillère à la biellette de direction, les petite et grande bases 11, 2 du soufflet 1 étant respectivement agencées pour être montées l'une 11, autour de la biellette 12, l'autre 2, pour un maintien sur le carter 13 de direction, la zone 4 de petites spires jouxtant la petite base 11 du soufflet et la zone 6 de grandes spires 25 jouxtant la grande base 2 du soufflet. Bien évidemment, l'application à d'autres types de soufflet peut également être envisagée. 30 De préférence, au moins l'une des spires de la zone 5 de transition présente un diamètre Dl supérieur au diamètre D des spires de la zone 4 de petites spires et inférieur au diamètre D2 des spires de la zone 6 de grandes spires. A 7 chaque fois le diamètre a été pris au sommet de ladite spire. Le diamètre des spires de la zone de petites spires est inférieur au diamètre des spires de la zone de grandes spires. Les zones de petites spires et de grandes spires sont formées chacune de spires de diamètre constant d'une spire à une autre pour conférer à ladite zone une forme générale de manchon cylindrique à section circulaire limitant la prise de forme en S dudit manchon. La petite base du manchon jouxte la zone de petites spires tandis que la io grande base du manchon jouxte la zone de grandes spires. Ces zones de spires sont, en outre, configurées de telle sorte que, sous l'effet d'une compression axiale du soufflet, les spires de la zone 4 de petites spires se compriment avant les spires de la zone 6 de grandes spires. 15 De préférence, les spires de la zone de transition sont, sous l'effet d'une compression axiale du soufflet, déformables avant les spires de la zone 4 de petites spires, de sorte que les zones de spires se déforment suivant un ordre prédéterminé correspondant à une déformation, dans un premier temps, des spires de la zone de transition puis, dans un second temps, des spires de la 20 zone 4 de petites spires puis, dans un troisième temps, des spires de la zone 6 de grandes spires. Pour faciliter cette déformation, les zones de spires présentent des épaisseurs de spires et/ou des angles a au sommet et/ou des angles R de jonction en 25 creux des spires distincts d'une zone à une autre. Ainsi, dans l'exemple représenté, les spires 7 de la zone 5 de transition sont d'épaisseur inférieure à l'épaisseur des spires de la zone 4 de petites spires et les spires 7 de la zone 4 de petites spires sont d'épaisseur inférieure à 30 l'épaisseur des spires de la zone 6 de grandes spires. Les spires de la zone 5 de transition présentent, de préférence, une épaisseur voisine de 0,5 mm, les spires de la zone 4 de petites spires, une épaisseur de l'ordre de 0,8 mm, et les spires de la zone 6 de grandes spires, une épaisseur de l'ordre de 1,2 mm. Les spires de la zone 5 de transition auraient pu être choisies de telle sorte qu'elles présentent un angle a au sommet ou un angle R de jonction 8 en creux inférieurs respectivement à ceux des spires de la zone 6 de grandes spires. Dans les exemples représentés, les angles a au sommet et R de la jonction 8 io en creux des spires sont identiques d'une zone de spires à une autre. Grâce à la configuration du soufflet, telle que représentée à la figure unique, on constate donc, sous l'effet d'une compression axiale du soufflet, une déformation par compression, dans un premier temps, des spires de la zone 5 15 de transition puis, dans un second temps, des spires de la zone 4 de petites spires puis, dans un troisième temps, des spires de la zone 6 de grandes spires. Cet ordre de déformation permet de limiter, voir d'éviter, la prise d'une forme en S du soufflet. REVENDICATIONS1. Soufflet (1) de direction se présentant sous forme d'un manchon comportant successivement dans le sens axial au moins une première extrémité annulaire, dite grande base (2), apte à former une extrémité de fixation du soufflet à un premier élément de direction, tel qu'un boitier ou carter de direction à protéger, une partie (3) déformable dans le sens d'un allongement ou d'un raccourcissement dudit soufflet (1) formée d'une succession de spires (7) io coaxiales, une deuxième extrémité annulaire, dite petite base (11), apte à former l'extrémité de fixation du soufflet (1) à un deuxième élément de direction, tel qu'une biellette de direction à protéger, caractérisé en ce que la partie (3) déformable du soufflet (1) comporte, dans le sens axial, au moins trois zones (4, 5, 6) distinctes de spires, l'une (5) des 15 zones, dite zone (5) de transition étant interposée entre au moins deux zones (4, 6) dites, l'une, zone (4) de petites spires, l'autre, zone (6) de grandes spires, zones (4, 6) de petites et de grandes spires étant formées chacune de spires (7) de diamètre constant d'une spire à une autre, le diamètre (D) des spires (7) de la zone (4) de petites spires étant inférieur au diamètre (D2) des 20 spires (7) de la zone (6) de grandes spires, lesdites zones (4, 5, 6) étant configurées de telle sorte que, sous l'effet d'une compression axiale du soufflet, les spires de la zone (4) de petites spires se compriment avant les spires de la zone (6) de grandes spires. 25 2. Soufflet (1) de direction selon la revendication 1, du type dans lequel chaque spire (7) de la partie (3) déformable du manchon comprend deux flancs (9) reliés entre eux au sommet (10) de ladite spire et est séparée d'une spire (7) adjacente par une jonction (8) en creux, caractérisé en ce qu'au moins pour chacune des zones (4, 6) de petites et de 30 grandes spires, l'épaisseur et/ou l'angle (a) au sommet de chaque spire et/ou l'angle (R) de la jonction (8) en creux entre les spires sont choisis de telle que, sous l'effet d'une compression axiale du soufflet, les spires de la zone (4) de i0Il petites spires se compriment avant les spires de la zone (6) de grandes spires. 3. Soufflet (1) de direction selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'au moins l'une des spires de la zone (5) de transition présente un diamètre (Dl) supérieur au diamètre (D) des spires de la zone (4) de petites spires et inférieur au diamètre (D2) des spires de la zone (6) de grandes spires. 4. Soufflet (1) de direction selon l'une des revendications 1 à 3, io caractérisé en ce que les spires de la zone (5) de transition sont, sous l'effet d'une compression axiale du soufflet, déformables avant les spires de la zone (4) de petites spires. 5. Soufflet (1) de direction selon la revendication 4, du type dans lequel chaque 15 spire (7) comprend deux flancs (9) reliés entre eux au sommet (10) de ladite spire et est séparée d'une spire (7) adjacente par une jonction (8) en creux, caractérisé en ce que l'épaisseur et/ou l'angle (a) au sommet de chaque spire et/ou l'angle (13) de la jonction en creux des spires de la zone (5) de transition sont choisis de telle sorte que les spires de la zone (5) de transition se 20 compriment avant les spires de la zone (4) de petites spires. 6. Soufflet (1) de direction selon la revendication 5, caractérisé en ce que les spires de la zone (5) de transition présentent un angle (a) au sommet et/ou un angle (13) de la jonction (8) en creux inférieur(s) 25 respectivement à ceux des spires de la zone (6) de grandes spires. 7. Soufflet (1) de direction selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la zone (5) de transition comporte au plus trois spires. 30 8. Soufflet (1) de direction selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les spires (7) de la zone (5) de transition sont d'épaisseur inférieure à l'épaisseur des spires de la zone (6) de grandesspires. 9. Soufflet (1) de direction selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les spires (7) de la zone (4) de petites spires sont 5 d'épaisseur inférieure à l'épaisseur des spires de la zone (6) de grandes spires. 10. Soufflet (1) de direction selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le soufflet (1) est un soufflet de direction à crémaillère lo pour véhicule automobile, ledit soufflet (1) étant agencé pour relier une extrémité d'un carter de direction à une biellette de direction en entourant une rotule axiale liant l'extrémité correspondante de la crémaillère à la biellette de direction, les petite et grande bases (11, 2) du soufflet (1) étant respectivement agencées pour être montées l'une (11), autour de la biellette, l'autre (2), pour 15 un maintien sur le carter de direction, la zone (4) de petites spires jouxtant la petite base (11) du soufflet et la zone (6) de grandes spires jouxtant la grande base (2) du soufflet. 12