Brevet FR2962707A1 — publié le 20120120

La présente invention concerne, d'une façon générale, les systèmes de direction à crémaillère des véhicules automobiles. Plus particulièrement, cette invention se rapporte à un dispositif d'équilibrage de pression pour une direction à crémaillère, dispositif qui assure un équilibrage entre la pression d'air à l'intérieur de la direction et la pression d'air à l'extérieur de la direction. 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, ou d'autres éléments extérieurs, à l'intérieur de la direction et en particulier du carter de 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, la surpression ou dépression entraînant une déformation exagérée des soufflets de la direction, situés autour des extrémités de la crémaillère, avec pour conséquence une détérioration ou même une destruction de ces soufflets. En particulier, des changements brutaux de la température ambiante peuvent avoir des effets désastreux sur les soufflets, et pour éviter ces effets, il convient de faire « respirer » la direction, c'est-à-dire de créer une circulation d'air entre l'intérieur de la direction et l'extérieur de la direction. Dans ce but, il a été envisagé de réaliser des directions pourvues de soufflets « respirants », qui permettent une entrée ou une sortie d'air. Toutefois, cette solution nécessite une fabrication spéciale, donc complexe et coûteuse, des soufflets eux-mêmes. II est ici fait référence aux documents de brevets US 3 927 576 et DE 199 17 392. Une autre solution connue, évitant d'utiliser des soufflets spéciaux, consiste à prévoir, dans le carter de direction lui-même, au moins une ouverture dans laquelle est insérée une pastille en une matière perméable à l'air mais hydrophobe. Dans ce cas, c'est le carter lui-même qui nécessite une fabrication particulière. Il est ici fait référence aux documents de brevets FR 2 830 505 et EP 1 300 319. Dans les cas précédemment indiqués, le dispositif de « respiration » se trouve directement exposé à l'eau par exemple lors d'un passage de gué et il doit donc empêcher toute entrée d'eau dans la direction. Pour éviter ces complications, il a déjà été proposé de réaliser une communication entre l'intérieur de la direction et l'extérieur de celle-ci au niveau de l'arbre d'entrée de la direction, c'est-à-dire de l'arbre qui est lié en rotation au pignon de direction venant en prise avec la crémaillère, cet arbre prolongeant en quelque sorte le pignon vers l'extérieur de la direction, notamment vers l'habitacle du véhicule concerné. Dans une réalisation particulière, un alésage est percé radialement dans l'arbre d'entrée de la direction, l'alésage présentant, au niveau de son débouché à l'extrémité extérieure de l'arbre d'entrée, un élargissement dans lequel est mis en place un tampon en une matière perméable à l'air mais hydrophobe. Il est ici fait référence au document de brevet FR 2 833 554. Malgré ses avantages, cette solution nécessite encore un usinage assez complexe de l'arbre d'entrée de la direction, en particulier dans le cas où cet arbre d'entrée possède une longueur relativement importante. Il est aussi à noter que sont récemment apparues des « étiquettes respirantes » de faible épaisseur, susceptibles de remplacer les pastilles ou 15 tampons actuels, tels que précédemment évoqués. Au vu de cet état de la technique, la présente invention se propose de simplifier encore et de rendre ainsi plus économique la fonction de « respiration » d'une direction de véhicule automobile, en localisant toujours cette fonction au niveau de l'arbre d'entrée de la direction. 20 A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'équilibrage de pression pour une direction à crémaillère de véhicule automobile, la direction comprenant un pignon en prise avec une crémaillère et un arbre d'entrée prolongeant le pignon vers l'extérieur, et le dispositif assurant un équilibrage entre la pression d'air à l'intérieur de la direction et la pression d'air à l'extérieur 25 de la direction, ce dispositif étant essentiellement caractérisé par le fait qu'il comprend, ménagé dans ledit arbre d'entrée, au moins un trou de passage d'air qui est en communication avec un canal axial de l'arbre d'entrée et qui débouche sur la surface latérale de cet arbre d'entrée, en un point situé à l'extérieur de la direction, le débouché latéral du ou de chaque trou de passage 30 d'air étant obturé par un élément perméable à l'air mais hydrophobe, du genre « étiquette respirante », maintenu en place contre la surface latérale de l'arbre d'entrée. Ainsi, l'idée à la base de la présente invention consiste à placer l'élément « respirant » non plus à l'extrémité extérieure de l'arbre d'entrée de la 35 direction, avec nécessité d'un usinage spécifique de cette extrémité, mais sur le côté de l'arbre d'entrée, ce qui permet aussi d'appliquer une simple « étiquette respirante » remplaçant la pastille ou le tampon habituel. L'étiquette respirante peut être simplement collée contre la surface latérale, habituellement cylindrique, de l'arbre d'entrée, au niveau du trou de passage d'air, de préférence avec utilisation d'une colle permettant sa tenue durant toute la durée de vie du véhicule. En variante, cette étiquette respirante peut être enroulée sur au moins un tour complet autour de l'arbre d'entrée, et être collée sur elle-même, au niveau du trou de passage d'air. Avantageusement, l'étiquette respirante est placée, avec le débouché du trou de passage d'air, dans une zone de l'arbre d'entrée située à l'intérieur de l'habitacle du véhicule concerné. Ainsi disposée, cette étiquette respirante interdit l'intrusion d'humidité dans la direction ; par contre, du fiat qu'elle se situe dans l'habitacle qui est déjà une zone protégée, son rôle n'est pas d'être étanche à l'eau en cas d'immersion. Dans un mode de réalisation de l'invention, le trou de passage d'air est en communication avec le canal axial de l'arbre d'entrée qui loge au moins partiellement une barre de torsion, liant cet arbre d'entrée au pignon. Ainsi, non seulement ce canal ne nécessite pas d'usinage spécifique, mais encore le dispositif met à profit un canal de toute façon existant dans l'arbre d'entrée. La solution objet de la présente invention devient alors particulièrement simple et économique, puisqu'elle se limite à l'aménagement du trou de passage d'air et au collage de l'étiquette respirante sur le débouché de ce trou vers l'extérieur. On notera aussi que, quelle que soit la longueur même importante de l'arbre d'entrée de la direction, la solution « latérale » proposée par la présente invention reste appropriée, sans nécessité de modification, le canal axial de l'arbre d'entrée n'ayant pas à être réalisé de manière différente. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple, une forme de réalisation de ce dispositif d'équilibrage de pression pour direction à crémaillère de véhicule automobile. Figure 1 est une vue d'ensemble, de face, d'une direction à crémaillère, avec localisation du dispositif objet de la présente invention; Figure 2 est une vue de détail, en coupe, passant par le dispositif de la présente invention. La figure 1 représente extérieurement une direction à crémaillère de véhicule automobile. La direction comprend un carter central tubulaire 2, dans lequel est montée coulissante en direction longitudinale une crémaillère 3, symbolisée ici par son axe longitudinal. 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 6 (voir aussi figure 2), lui-même lié en rotation par une interface 7 avec une colonne de direction non représentée, aboutissant au volant de conduite. De manière connue en soi, et comme le montre plus en détail la figure 2, le pignon de direction 6 est prolongé axialement par un arbre d'entrée 8, lequel traverse, avec interposition d'un joint à lèvre 9, un tablier 10 qui sépare la compartiment « moteur » 11 du véhicule concerné e l'habitacle 12 de ce même véhicule. Le tablier 10 comporte lui-même un revêtement étanche 13. D'une manière également connue, l'arbre d'entrée 8 est lié en rotation au pignon de direction 6 par l'intermédiaire d'une barre de torsion 14, disposée axialement et reçue partiellement dans un canal axial 1 de l'arbre d'entrée 8. Cet arbre d'entrée 8 comporte ainsi une partie située dans le compartiment « moteur » Il, et une partie située, avec l'interface 7, dans l'habitacle 12. Cette partie « extérieure » de l'arbre d'entrée 8, dans laquelle est localisé le dispositif de l'invention, est indiquée en A sur la figure 1 (sur laquelle n'apparaît pas le tablier). Dans l'exemple illustré, s'agissant d'une direction assistée électrique, on note aussi la présence d'un moteur électrique d'assistance 16, actionnant le pignon de direction 6 par l'intermédiaire d'un réducteur à vis sans fin 17 et roue tangente 18, ainsi que d'un capteur de couple 19 placé autour de l'arbre d'entrée 8, du côté du compartiment « moteur » 11, la direction assistée étant pilotée à partir du signal issu du capteur de couple 19 (et aussi à partir d'autres paramètres). Selon l'invention, une communication est réalisée entre l'intérieur et l'extérieur de la direction, et plus particulièrement entre l'intérieur du carter 2 d'une part et l'habitacle 11 d'autre part, de manière à autoriser une circulation d'air entre l'intérieur et l'extérieur de la direction pour éviter une déformation excessive des soufflets 5, tout en interdisant l'intrusion d'humidité. Cette communication résulte d'un trou de passage d'air 20, ménagé radialement dans l'arbre d'entrée 8, entre le canal axial 15 de cet arbre et sa surface latérale 21 cylindrique. Le trou de passage d'air 20 débouche ainsi à l'extérieur de la direction, dans l'habitacle 12 du véhicule, entre le tablier 10 et l'interface 7 avec la colonne de direction. Le débouché du trou de passage d'air 20, sur la surface latérale 21 de l'arbre d'entrée 8, est obturé par l'apposition d'une « étiquette respirante » 22, maintenue en place par collage contre la surface latérale 21 de l'arbre d'entrée 8. L'étiquette respirante 22 est par exemple réalisée en une matière textile du type « GORE-TEX » (marque enregitrée). La direction est ainsi rendue « respirante », c'est-à-dire qu'une circulation d'air est rendue possible, notamment en cas de forte variation de la température, entre l'intérieur de la direction et l'extérieur de celle-ci, au travers de l'étiquette respirante 22, du trou de passage d'air 20 et du canal axial 15, ainsi que des communications existantes à l'intérieur de la direction, dans le carter 2 et jusqu'aux deux soufflets 5. Cette direction reste toutefois étanche à l'intrusion d'humidité, grâce aux propriétés hydrophobes de l'étiquette respirante 22. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif d'équilibrage de pression qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. C'est ainsi, notamment, que l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention : - En réalisant la fixation de l'étiquette respirante sur l'arbre d'entrée, au niveau du débouché du trou de passage d'air, par tout moyen approprié; - En réalisant cette étiquette respirante en toute matière appropriée ; - En prévoyant dans l'arbre d'entrée des trous de passage d'air plus nombreux, par exemple deux trous diamétralement opposés; - En appliquant le dispositif à une direction à crémaillère dont l'arbre d'entrée serait lié de manière différente au pignon de direction, ou dont l'arbre d'entrée serait directement solidaire de ce pignon, du moment que cet arbre d'entrée est raccordé à la colonne de direction en un endroit situé à l'extérieur de la direction et notamment dans l'habitacle du véhicule ; 5 - En destinant ce dispositif à une direction à crémaillère de tout type : direction manuelle donc sans assistance, direction assistée hydraulique, direction assistée électrique avec moteur d'assistance pouvant agir au niveau de la colonne de direction ou au niveau du pignon de direction ou encore au niveau de la crémaillère. REVENDICATIONS1. Dispositif d'équilibrage de pression pour une direction à crémaillère de véhicule automobile, la direction comprenant un pignon (6) en prise avec une crémaillère (3) et un arbre d'entrée (8) prolongeant le pignon (6) vers l'extérieur, et le dispositif assurant un équilibrage entre la pression d'air à l'intérieur de la direction et la pression d'air à l'extérieur de la direction, caractérisé en ce qu'il comprend, ménagé dans ledit arbre d'entrée (8), au moins un trou de passage d'air (20) qui est en communication avec un canal axial (15) de l'arbre d'entrée (8) et qui débouche sur la surface latérale (21) de cet arbre d'entrée (8), en un point situé à l'extérieur de la direction, le débouché latéral du ou de chaque trou de passage d'air (20) étant obturé par un élément perméable à l'air mais hydrophobe, du genre « étiquette respirante »( 22), maintenu en place contre la surface latérale (21) de l'arbre d'entrée (8). 2. Dispositif d'équilibrage de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étiquette respirante (22) est collée contre la surface latérale (21) de l'arbre d'entrée (8), au niveau du trou de passage d'air (20). 3. Dispositif d'équilibrage de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étiquette respirante (22) est enroulée sur au moins un tour complet autour de l'arbre d'entrée (8) et est collée sur elle-même, au niveau de trou de passage d'air (20). 4. Dispositif d'équilibrage de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étiquette respirante (22) est placée, avec le débouché du trou de passage d'air (20), dans une zone de l'arbre d'entrée (8) située à l'intérieur de l'habitacle (12) du véhicule concerné. 35 5. Dispositif d'équilibrage de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le trou de passage d'air (20) est en communication avec le canal axial (15) de 10 15 20 25 30l'arbre d'entrée (8) qui loge au moins partiellement une barre de torsion (14), liant cet arbre d'entrée (8) au pignon (6).