Brevet FR2980154A1 — publié le 20130322

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'évacuation de 5 liquide et d'échange d'air pour direction de véhicule automobile. Ainsi, l'invention propose un dispositif qui permet une évacuation potentielle de liquide et en particulier d'eau qui pénètrerait à l'intérieur d'une direction de véhicule automobile, en associant à ce dispositif une fonction d'échange d'air entre l'intérieur et l'extérieur de la direction, ceci en cas d'écart de pression 10 entre l'intérieur et l'extérieur de cette direction. L'intérieur d'un système de direction de véhicule automobile, qui est en général l'intérieur du carter de direction, est une zone fermée et étanche qui ne doit en aucun cas renfermer de l'eau ou tout autre liquide indésirable, provenant de l'extérieur de la direction. 15 En effet, la présence d'eau ou d'un autre liquide pourrait provoquer une corrosion qui endommagerait des parties fonctionnelles de la direction, ou éventuellement un blocage du système de direction par gel du liquide qui bloquerait une partie de la direction ou qui « collerait » entre elles deux parties de cette direction. Or, une entrée de liquide dans une direction n'est nullement 20 exclue et peut se produire notamment par suite d'un endommagement d'une zone d'étanchéité de la direction, par exemple par suite du percement d'un soufflet de la direction. De plus, et malgré l'étanchéité recherchée d'une manière générale, il est important dans les systèmes de direction de maintenir autant que possible 25 une pression sensiblement égale entre l'intérieur et l'extérieur de la direction, par un échange d'air. En effet, une forte différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur peut conduire à des déformations des parties souples de la direction, en particulier des soufflets, amenant une détérioration ou même une destruction de ces soufflets. L'écart de pression entre l'intérieur et l'extérieur 30 peut aussi être la cause de phénomènes d'aspiration d'air extérieur, notamment à travers les fils d'alimentation électrique de la direction, avec un risque d'entrée d'air humide dans ces fils et dans la direction, pouvant amener là aussi des phénomènes de corrosion, voire de rupture d'isolation électrique et d'incendie. Ces risques sont réels et ils existent notamment en cas de 35 changement brutal de la température ambiante. Comme on le comprend, il est donc nécessaire, au sein d'un système de direction, d'éviter à la fois le phénomène de rétention de liquide ou d'humidité et le phénomène d'entrée d'air, phénomènes qui du reste sont en 5 partie liés entre eux. Il existe déjà de nombreuses propositions de dispositifs qui permettent de maintenir un équilibre des pressions entre l'intérieur et l'extérieur d'une direction, dispositifs qui d'une manière générale comportent une partie « respirante » agencée pour permettre une circulation d'air entre l'intérieur et 10 l'extérieur de la direction, tout en empêchant une entrée de liquide dans la direction. Une première solution connue consiste à rendre les soufflets eux-mêmes « respirants », ce qui nécessite toutefois une fabrication spéciale des soufflets - voir les documents de brevets US3927578 et DE19917392. 15 Un autre type de solutions connues consiste à prévoir, dans le carter de direction, une ouverture dans laquelle est insérée une pastille en matière perméable à l'air mais hydrophobe - voir le document de brevet FR2830505 (ou son équivalent EP1300319). D'autres solutions connues associent l'élément perméable mais 20 hydrophobe soit au poussoir (voir par exemple les documents de brevets FR2827562 et FR2829985), soit à l'arbre d'entrée de la direction (voir par exemple les documents de brevets FR2830829 et FR2832972). Dans ce dernier cas, une communication est notamment réalisable entre l'intérieur de la direction et l'habitacle du véhicule. 25 Par ailleurs, on connaît quelques solutions permettant d'évacuer l'eau ou tout autre liquide qui entrerait accidentellement à l'intérieur d'une direction de véhicule automobile, éventuellement après détection de la présence de liquide dans la direction - voir les documents de brevets W02008/052915 et DE102007015327. 30 Toutefois, il n'existe actuellement aucun dispositif qui regrouperait les deux fonctions, respectivement d'évacuation de liquide et d'équilibrage des pressions d'air, de sorte qu'une protection complète des systèmes de direction nécessite l'implantation de deux dispositifs distincts, en deux points eux aussi nécessairement distincts. Il en résulte une complication constructive et aussi de 35 fabrication et de montage, donc des coûts importants. La présente invention vise à éviter ces inconvénients, en fournissant un dispositif unique et combiné d'évacuation de liquide et d'échange d'air, réunissant ces deux fonctions dans une même structure et en un seul endroit, dans un but de simplification constructive et d'économie tant dans la fabrication que dans le montage. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif d'évacuation de liquide et d'échange d'air, pour système de direction à crémaillère de véhicule automobile, dispositif qui, prévu pour être installé en un point bas du système de direction et en particulier de son carter, comprend un corps en une matière perméable à l'air mais non perméable à l'eau et aux autres liquides, ce corps étant monté mobile dans un logement dont le fond communique avec l'extérieur de la direction, de manière à reposer normalement sur ce fond en obturant la communication avec l'extérieur, tandis qu'en présence d'eau ou de liquide ledit corps est soulevé du fond du logement précité et permet ainsi l'évacuation du liquide par la communication précitée. Le corps perméable à l'air mais non perméable à l'eau et aux autres liquides est, par exemple, réalisé en polytétrafluoréthylène (PTFE) poreux. Dans un mode de réalisation préféré du dispositif objet de 20 l'invention, ce corps est sollicité en direction du fond de son logement par un élément élastique, tel qu'un ressort hélicoïdal ou en forme de lame. A l'opposé dudit corps, l'élément élastique prend avantageusement appui sous une plaque fixe de fermeture du logement de ce corps, la plaque de fermeture comportant au moins un perçage permettant au liquide d'atteindre le 25 logement et également à l'air de circuler. Le principe de l'invention repose sur la différence de densité entre, d'une part, l'eau ou le liquide présent à l'intérieur de la direction et, d'autre part, le corps réalisé en une matière perméable à l'air mais non perméable aux liquides, la densité dudit corps pouvant être soit la densité « naturelle » de sa 30 matière, soit une densité moyenne réduite et ajustée en prévoyant un ou des évidements dans ce corps. En l'absence de liquide à l'intérieur de la direction, le corps est appuyé par l'élément élastique contre le fond du logement, et il obture ainsi la communication entre ce logement et l'extérieur, tout en autorisant des 35 échanges d'air entre l'intérieur et l'extérieur de la direction, en vue de l'équilibrage des pressions. Dans cette position d'obturation, l'étanchéité aux liquides peut être obtenue par la seule matière constitutive dudit corps. Cette étanchéité peut aussi être renforcée par l'ajout à la base dudit corps d'un moyen d'étanchéité spécifique tel qu'un joint, par exemple en élastomère. En cas de présence d'eau à l'intérieur de la direction, la pression 5 de liquide s'exerce sur le corps et, en raison de la différence de densité, ce corps est soulevé en comprimant l'élément élastique. Le soulèvement du corps dégage la communication du fond du logement avec l'extérieur, si bien que l'eau présente peut s'écouler vers l'extérieur par simple gravité, donc s'évacuer. 10 Lorsque tout le liquide aura été évacué, sa pression ne s'exercera plus sur le corps qui ainsi « retombera » au fond de son logement, le dispositif revenant alors de lui-même à sa position initiale de fermeture. L'élément élastique favorise ce retour en position initiale, et il maintient ensuite le contact entre le corps et le fond du logement. 15 Ainsi, un dispositif très simple, composé de seulement trois pièces (sans compter le carter qui le supporte) et localisé en un seul point convenablement choisi du carter de direction, suffit pour réaliser la « respiration » de la direction et additionnellement, en cas de nécessité, l'évacuation d'eau ou de liquide présent à l'intérieur de la direction, le dispositif 20 devant seulement être « calibré » pour que l'obturation soit automatiquement rompue en cas de présence d'eau ou de liquide. 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 d'exécution de ce dispositif d'évacuation de liquide 25 et d'échange d'air : Figure 1 est une vue schématique en coupe d'un dispositif conforme à la présente invention, en position d'obturation ; Figure 2 est une vue similaire à la figure 1, montrant le même dispositif en position d'évacuation de liquide. 30 Le dispositif de l'invention, indiqué dans son ensemble par le repère 1, est situé en un point bas d'un carter de direction 2, désigné aussi plus simplement comme « carter » dans la suite. L'intérieur du carter 2, donc de la direction est indiqué par IN, et l'extérieur de la direction est indiqué par EX. Le dispositif 1 comprend un logement 3 creusé dans la paroi du 35 carter 2, le logement 3 étant ici de forme cylindro-tronconique. Un trou 4 est percé dans le carter 2, sur le fond 5 du logement 3, pour faire communiquer ce logement 3 avec l'extérieur EX. A l'intérieur du logement 3 est monté mobile un corps 6 en matière perméable à l'air mais non perméable à l'eau et aux autres liquides, le corps 6 étant par exemple réalisé en polytétrafluoréthylène (PTFE) poreux. Le corps 6 possède une forme cylindro-tronconique, en correspondance avec la forme du logement 3 mais ménageant un jeu 7 entre ce corps 6 et la paroi dudit logement. Une plaque de fermeture 8 est montée du côté intérieur IN du carter 2, de manière à recouvrir le logement 3. La plaque 8 comporte des trous ou perçages 9, faisant communiquer l'intérieur IN du carter 2 avec le logement 3. Cette plaque 8 est fixée au carter 2 par toute technique appropriée : montage en force, vissage, collage, soudage, sertissage ou autre. Le ressort 10, ici de forme hélicoïdale, est monté dans le logement 15 3 et prend appui, d'une part, dans un évidement 11 du corps 6 et, d'autre part, sous la plaque de fermeture 8. La compression du ressort 10 exerce sur le corps 6 une poussée orientée de haut en bas, donc vers le fond 5 du logement 3. La figure 1 montre le dispositif 1 dans une position normale 20 d'obturation, qu'il occupe en l'absence d'eau ou de tout liquide à l'intérieur IN du carter 2. Le ressort 10 exerce alors sur le corps 6 une poussée orientée de haut en bas suffisante pour presser la base de ce corps 6 contre le fond 5 du logement 3. Le trou de communication 4 se trouve alors obturé, mais la nature de la matière du corps 6 autorise une circulation d'air, soit de l'intérieur IN vers 25 l'extérieur EX, soit de l'extérieur EX vers l'intérieur IN de la direction, pour un équilibrage entre la pression intérieure et la pression extérieure. La figure 2 montre le même dispositif 1 en cas de présence d'eau ou d'un autre liquide 12 à l'intérieur IN du carter 2, plus particulièrement au cours de l'évacuation de ce liquide vers l'extérieur EX de la direction. La 30 pression du liquide 12, s'exerçant sur le corps 6, soulève alors ce corps 6 à l'encontre de la force du ressort 10, de sorte que le corps 6 dégage le débouché du trou 4, l'étanchéité précédemment réalisée se trouvant rompue. Le liquide 12 peut alors s'écouler vers l'extérieur au travers du trou 4, par l'effet 35 de la gravité, le liquide ainsi évacué étant figuré sous la forme de gouttes en 13. Dès que le liquide 12 aura été évacué, le corps 6 « retombera » sur le fond 5 du logement 3, obturant à nouveau le débouché du trou 4, le dispositif étant ainsi parfaitement réversible et prêt pour une nouvelle évacuation de liquide, si nécessaire. Dans l'exemple décrit jusqu'ici et illustré au dessin, le corps 6 est monté dans un logement 3 ménagé directement dans la paroi du carter de direction 2. Toutefois, selon une possibilité alternative, le dispositif de l'invention peut être conçu comme un dispositif séparé, délimitant par lui-même le logement 3 du corps 6, ce dispositif séparé étant prévu pour être mis en place et immobilisé dans un trou correspondant du carter de direction 2. Dans ce dernier cas, tout type de liaison entre le dispositif et le carter est envisageable, en particulier un assemblage vissé ou une fixation par serrage dans le carter 2. Comme il va de soi, et comme il résulte de ce qui précède, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce dispositif d'évacuation de liquide et d'échange d'air 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. En particulier, on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention : - En modifiant la matière constitutive du corps, pourvu que celle-ci possède les propriétés requises de perméabilité / imperméabilité et une densité appropriée ; - En prévoyant des trous de communication plus ou moins nombreux, tant au fond du logement que dans la plaque de fermeture ; - En ayant recours à tous moyens équivalents, notamment pour le ressort hélicoïdal qui est remplaçable par tout élément élastique, tel qu'un ressort à lame de configuration plate ; - En ajoutant tous moyens complémentaires d'étanchéité, tels qu'un joint en élastomère, sur ledit corps ou coopérant avec ce dernier ; - En positionnant le dispositif en tout point bas approprié, pouvant être soit le point le plus bas de la direction, soit un point bas autre où un liquide pourrait s'accumuler et provoquer une dégradation dangereuse pour l'intégrité de fonctionnement du système de direction ; - En destinant ce dispositif à une direction à crémaillère de tout type, avec ou sans assistance et avec carter de structure quelconque.10 REVENDICATIONS1. Dispositif d'évacuation de liquide et d'échange d'air, pour système de direction à crémaillère de véhicule automobile, caractérisé en ce 5 que, ce dispositif (1) étant prévu pour être installé en un point bas du système de direction et en particulier du carter de direction (2), celui-ci comprend un corps (6) en matière perméable à l'air mais non perméable à l'eau et aux autres liquides, ce corps (6) étant monté mobile dans un logement (3) dont le fond (5) communique avec l'extérieur (EX) de la direction, de manière à 10 reposer normalement sur ce fond (5) en obturant la communication (4) avec l'extérieur (EX), tandis qu'en présence d'eau ou de liquide ledit corps (6) est soulevé du fond (5) du logement (3) précité et permet ainsi l'évacuation du liquide par la communication (4). 15 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (6) perméable à l'air mais non perméable à l'eau et aux autres liquides est réalisé en polytétrafluoréthylène (PTFE) poreux. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le 20 corps (6) est sollicité en direction du fond (5) de son logement (3) par un élément élastique, tel qu'un ressort (10) hélicoïdal ou en forme de lame. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément élastique (10) prend appui sous une plaque fixe (8) de fermeture du 25 logement (3) de ce corps (6), la plaque de fermeture (8) comportant au moins un perçage (9) permettant au liquide d'atteindre le logement (3) et également à l'air de circuler. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 30 caractérisé en ce qu'un ou des évidements sont prévus dans le corps (6), pour réduire et ajuster la densité moyenne de ce corps. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'un moyen d'étanchéité tel qu'un joint, par exemple en 35 élastomère, est ajouté à la base dudit corps (6). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le logement (3) du corps (6) est ménagé directement dans la paroi du carter de direction (2). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est conçu comme un dispositif séparé, délimitant par lui-même le logement (3) du corps (6), ce dispositif séparé étant prévu pour être mis en place et immobilisé dans un trou correspondant du carter de direction (2).10