Brevet FR3081429A1 — publié le 20191129

L'invention concerne le domaine des directions assistées et plus particulièrement un ensemble de direction d'un véhicule, ainsi qu'un procédé de montage dudit ensemble. Un système de direction d'un véhicule a pour objet de permettre à un 5 conducteur de contrôler une trajectoire du véhicule en exerçant un effort sur un volant. Généralement, un système de direction comprend un volant, une colonne de direction, et une crémaillère munie de deux extrémités, chacune reliée à une biellette. 10 La biellette est munie, à une extrémité, d'une rotule de direction comprenant un boiter de rotation dans lequel est inséré un pivot. Le pivot comprend une tête de forme globalement sphérique destinée à être positionnée dans le boitier de rotation, et un corps destiné à être inséré dans un orifice d'un élément de moyeu d'une roue du véhicule. Un élément de moyeu, aussi appelé porte-fusée ou porte- 15 moyeu, est une pièce mécanique qui supporte un roulement mécanique, et donc indirectement un moyeu, de la roue. La biellette permet ainsi une modification de l'orientation de la roue par un mouvement relatif du boitier de rotation par rapport à l'élément de moyeu. En outre, afin de limiter des défaillances de la rotule de direction, telles 20 qu'une prise de jeu ou une bruyance, liées à une introduction de poussière et d'humidité entre le boitier de rotation et la tête du pivot, il est connu de positionner un soufflet d'étanchéité entre le boitier de rotation et une surface de contact de l'élément de moyeu. Le soufflet d'étanchéité est généralement réalisé dans une matière élastomère permettant une déformation élastique. 25 Chez certains constructeurs, l'élément de moyeu est réalisé dans une matière corrodable, telle que de la fonte, que l'on recouvre d'une couche protectrice afin d'éviter des dégradations par un phénomène de corrosion. Afin d'obtenir un état de surface suffisamment lisse pour permettre une étanchéité avec le soufflet d'étanchéité, la surface de contact est usinée, c'est-à-dire 30 que la couche de protection est enlevée. Ainsi, lors d'une utilisation du véhicule, l'état de la surface de contact de l'élément de moyeu se corrode au fil du temps. On constate ainsi une usure du soufflet d'étanchéité, ce dernier ne permettant plus d'assurer une étanchéité satisfaisante entre l'élément de moyeu et le boitier de rotation, ce qui vient réduire la durée de vie de la rotule de direction. 2 L'invention a pour but d'améliorer la durée de vie de la rotule de direction en améliorant l'étanchéité réalisée entre l'élément de moyeu et le soufflet d'étanchéité. L'invention propose à cet effet, un ensemble de direction d'un véhicule 5 comprenant une biellette dont une extrémité comprend une rotule de direction, un élément de moyeu d'une roue du véhicule, et un soufflet d'étanchéité positionné entre la rotule de direction et l'élément de moyeu, caractérisé en ce que l'ensemble de direction comprend en outre au moins un élément d'étanchéité présentant une face d'isolation au contact de l'élément de moyeu et une face de glissement au 10 contact du soufflet d'étanchéité. L'élément d'étanchéité est positionné entre le soufflet d'étanchéité et l'élément de moyeu de manière que le soufflet d'étanchéité ne soit pas en contact avec l'élément de moyeu. L'élément d'étanchéité est fixe par rapport à l'élément de moyeu, c'est- 15 à-dire qu'il n'y a pas de mouvement relatif de l'un par rapport à l'autre, de manière à créer une étanchéité entre l'élément de moyeu et l'élément d'étanchéité. Plus précisément, l'élément d'étanchéité assure par la face d'isolation une étanchéité statique avec l'élément de moyeu, c'est-à-dire que l'étanchéité est réalisée par une légère déformation de la face d'isolation sur l'élément de moyeu. 20 En outre, une orientation de la roue du véhicule entraine un mouvement relatif de la rotule de direction, et donc du soufflet d'étanchéité, par rapport à l'élément de moyeu. Le soufflet d'étanchéité est donc mobile par rapport à l'élément de moyeu. Le soufflet d'étanchéité exerce une pression sur l'élément d'étanchéité, 25 et plus précisément sur la face de glissement, de manière à, d'une part assurer une étanchéité entre le soufflet d'étanchéité et l'élément d'étanchéité, et d'autre part à pouvoir glisser sur la face de glissement de l'élément d'étanchéité sans se dégrader. L'élément d'étanchéité assure une étanchéité entre le soufflet d'étanchéité et l'élément de moyeu sans que le soufflet d'étanchéité ne soit en 30 contact direct avec l'élément de moyeu. Le soufflet d'étanchéité n'est ainsi pas dégradé par l'élément de moyeu. Selon une caractéristique de l'invention, l'élément d'étanchéité comprend des matériaux insensibles à la corrosion. Ainsi, l'élément d'étanchéité n'est pas dégradé au fil du temps par un 35 phénomène de corrosion. 3 La face de glissement qui ne se corrode pas permet un glissement optimal du soufflet d'étanchéité durant toute la durée de vie du véhicule. En outre, l'élément d'étanchéité, par la face d'isolation, réalise une protection de l'élément de moyeu au phénomène de corrosion. Selon une caractéristique de l'invention, la face d'isolation comprend un matériau élastomère. Selon une caractéristique de l'invention, la face d'isolation comprend un matériau élastomère adhérisé sur la face opposée à la face de glissement. La face d'isolation de l'élément d'étanchéité comprend des propriétés 10 élastiques permettant que la face d'isolation adhère à l'élément de moyeu. Ainsi, l'étanchéité entre la face d'isolation et l'élément de moyeu est améliorée. Selon une caractéristique de l'invention, la face d'isolation coopère par complémentarité de forme avec l'élément de moyeu. 15 Ainsi la face d'isolation crée un élément de protection contre le phénomène de corrosion sur l'élément de moyeu. Selon une caractéristique de l'invention, la face de glissement comprend un matériau insensible à la corrosion sur lequel un lubrifiant est déposé. Le matériau peut être par exemple un inox, un aluminium, ou un 20 plastique. Ainsi des propriétés d'état de surface de la face de glissement, c'est-à-dire notamment sa faible rugosité, favorise le glissement du soufflet d'étanchéité, et permettent d'assurer l'étanchéité avec le soufflet d'étanchéité. Selon une caractéristique de l'invention, la face de glissement est 25 sensiblement plane. Selon une caractéristique de l'invention, un bord extérieur de la face de glissement comprend au moins une languette de retenue. Ainsi la languette de retenue permet de clipper l'élément d'étanchéité sur le soufflet d'étanchéité lors d'un assemblage de l'ensemble. 30 Selon une caractéristique de l'invention, un bord extérieur de la face de glissement comprend une pluralité de languettes de retenue. Selon une caractéristique de l'invention, l'élément d'étanchéité a une forme générale de rondelle. Ainsi l'élément d'étanchéité est destiné à être positionné autour d'un 35 corps de la rotule de direction. 4 Selon une caractéristique de l'invention, l'élément d'étanchéité vient au contact d'un corps de la rotule de direction. Ainsi, l'élément d'étanchéité crée une étanchéité parfaite entre l'élément de moyeu et le soufflet d'étanchéité. 5 L'invention porte également sur un élément d'étanchéité d'une direction de véhicule comprenant une face d'isolation destinée à être au contact d'un élément de moyeu, une face de glissement destinée à être au contact d'un soufflet d'étanchéité et au moins une languette de retenue s'étendant sur un bord extérieur de la face de glissement. L'élément d'étanchéité a une forme générale de rondelle comprenant un orifice central destiné à accueillir un corps d'un pivot d'une rotule de direction. La face d'isolation et de glissement ont une forme sensiblement plate et comprennent un matériau insensible à la corrosion (inox, aluminium, plastique). Selon une caractéristique de l'invention, la face d'isolation comprend une pluralité de striures concentriques à l'orifice central permettant, par une déformation élastique des striures, d'améliorer une adhésion de l'élément d'étanchéité sur l'élément de moyeu. Les striures concentriques font offices de chicanes. L'invention porte également sur un procédé de montage d'un ensemble 20 de direction selon l'invention, comprenant : - Une étape de montage d'une première extrémité du soufflet d'étanchéité sur la rotule de direction, - Une étape de clippage de l'élément d'étanchéité sur une seconde extrémité du soufflet d'étanchéité, 25 - Une étape de fixation de la rotule de direction sur l'élément de moyeu de manière que l'élément d'étanchéité vienne en contact avec l'élément de moyeu. La rotule de direction comprend d'une part un boitier de rotation dans lequel est inséré une tête d'un pivot. La tête du pivot est prolongée par un corps de 30 forme sensiblement cylindrique. Lors de l'étape de montage, la première extrémité du soufflet d'étanchéité est positionnée autour du corps du pivot et au contact du boitier de rotation. Lors de l'étape de clippage, l'élément d'étanchéité est fixé sur la seconde 35 extrémité du soufflet d'étanchéité. Cette étape est facilitée par la présence de 5 languettes de retenue. Cette étape peut être réalisée avant l'étape de montage ou après l'étape de montage. Enfin, lors de l'étape de fixation, le corps du pivot est inséré dans l'élément de moyeu. Le corps du pivot et l'élément de moyeu sont retenus par un 5 écrou visé sur le corps du pivot. L'écrou est au contact de l'élément de moyeu. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation selon la présente invention, donné à titre d'exemple non limitatif et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : 10 - la figure 1 est une vue d'un ensemble selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe de l'ensemble selon l'invention, - la figure 3 est une vue en latérale d'un élément d'étanchéité selon l'invention, - la figure 4 est une vue de dessous de l'élément d'étanchéité, 15 - la figure 5 est une vue de dessus de l'élément d'étanchéité, -la figure 6 est une vue en perspective d'un soufflet d'étanchéité muni de l'élément d'étanchéité, - la figure 7 est une vue en perspective avec une partie tronquée du soufflet d'étanchéité muni de l'élément d'étanchéité. Les figures 3, 4 et 5 représentent différentes vues d'un élément d'étanchéité 1 selon l'invention. L'élément d'étanchéité 1 a une forme générale de rondelle, c'est-à-dire que l'élément d'étanchéité 1 a une forme de disque comprenant un orifice traversant central. L'élément d'étanchéité 1 comprend ainsi un bord intérieur 7, c'est-à-dire le bord formé par l'orifice traversant, ou le bord ayant le plus petit diamètre et un bord extérieur 5, c'est-à-dire le bord du disque ayant le diamètre le plus grand. L'élément d'étanchéité 1 comprend des matériaux insensibles à la corrosion et il comprend dans le plan dans lequel s'étend l'élément d'étanchéité, une face de glissement 3 et une face d'isolation 2. La face de glissement 3 a une forme sensiblement plane et s'étend du bord intérieur 7 au bord extérieur 5. La face de glissement est réalisée dans un matériau insensible à la corrosion, par exemple en inox, en aluminium ou en plastique, présentant une faible rugosité. En outre, le bord extérieur 5 de la face de glissement 3 comprend une pluralité de languettes de retenue 4 réalisées dans le matériau insensible à la corrosion, par exemple en inox, en aluminium ou en plastique. Les languettes de retenues 4 s'étendent sensiblement perpendiculairement au plan dans lequel s'étend la face de glissement 3. 6 La face d'isolation 2 est réalisée dans un matériau élastomère et a une forme sensiblement plane qui s'étend du bord intérieur 7 jusqu'au bord extérieur 5. La face d'isolation 2 comprend une pluralité de striures concentriques 6 faisant office de chicanes et s'étendant parallèlement au bord intérieur 7. 5 Les figures 6 et 7 représentent un soufflet d'étanchéité 10 sur lequel a été positionné l'élément d'étanchéité 1. Le soufflet d'étanchéité 10 est un solide de révolution creux réalisé dans un matériau élastomère. On détermine qu'une partie intérieure 15 du soufflet d'étanchéité 10 correspond à une partie du soufflet 10 en regard d'un axe de 10 révolution et qu'une partie extérieure 14 du soufflet est une partie opposée à la partie intérieure 15. En outre, le soufflet d'étanchéité 10 comporte une première extrémité 16 et une seconde extrémité 12 ayant une forme générale de rondelle et s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe de révolution. La seconde extrémité 12 du soufflet d'étanchéité est prolongée sur un bord extérieur par un renflement 11. Enfin, 15 une partie intérieure du soufflet d'étanchéité 10 proche de la seconde extrémité 12 comporte des évidements 13. L'élément d'étanchéité 1 et plus précisément la face de glissement 3 est positionnée sur ladite seconde extrémité 12 de manière à ce que les languettes de retenue 4 sont positionnées sur le renflement 11. Le bord intérieur 7 de l'élément 20 d'étanchéité 1 et le bord intérieur 7' de la seconde extrémité 12 du soufflet d'étanchéité 10 ont une dimension sensiblement identique. Les figures 1 et 2 représentent un ensemble selon l'invention. Plus précisément, la figure 1 représente une extrémité d'une biellette 20 d'un véhicule munie d'une rotule de direction comprenant un boiter de rotation 25 dans lequel est 25 inséré un pivot. Le pivot comprend une tête 26 de forme globalement sphérique positionnée dans le boitier de rotation 25, et un corps 24 de forme globalement conique. En outre la figure 1 représente une roue 21 du véhicule munie d'un élément de moyeu 22. Le corps 24 du pivot est inséré dans un orifice de l'élément de 30 moyeu 22. Afin de limiter des défaillances de la rotule de direction, telles qu'une prise de jeu ou une bruyance, liées à une introduction de poussière et d'humidité entre le boitier de rotation 25 et la tête 26 du pivot, le soufflet d'étanchéité 10 est positionné autour du corps 24 du pivot de manière que la première extrémité 16 soit 35 en contact avec le boitier de rotation 25 et l'élément d'étanchéité 1 est placé entre la 7 seconde extrémité 12 du soufflet d'étanchéité 10 et l'élément de moyeu 22. Un écrou 23 est vissé sur le corps 24 du pivot. Un procédé de montage de l'ensemble de direction, comprend une étape de montage d'une première extrémité 16 du soufflet d'étanchéité 10 sur la rotule de 5 direction. Lors de cette étape, la première extrémité 16 du soufflet d'étanchéité 10 est positionné autour du corps 24 du pivot et au contact du boitier de rotation 25 de manière à créer une première liaison étanche entre le soufflet d'étanchéité 10 et le boitier de rotation 25. Le procédé de montage comprend également une étape de clippage de 10 l'élément d'étanchéité 1 sur une seconde extrémité 12 du soufflet d'étanchéité. L'étape de clippage peut être réalisée en amont ou en aval de l'étape de montage sans modifier l'invention. Lors de l'étape de clippage, l'élément d'étanchéité 1 est fixé sur la seconde extrémité 12 du soufflet d'étanchéité 1. Cette étape consiste à introduire le renflement 11 entre les languettes de retenue 4 et la face de glissement 15 3. Ensuite, le procédé de montage comprend une étape de fixation de la rotule de direction sur l'élément de moyeu de manière que l'élément d'étanchéité 1 vienne en contact avec l'élément de moyeu 22. Lors de l'étape de fixation, le corps 24 du pivot est inséré dans l'orifice de l'élément de moyeu 22. Le corps 24 du pivot et 20 l'élément de moyeu 22 sont retenus par l'écrou 23. L'écrou 23 serré contre l'élément de moyeu 22 de manière que l'élément d'étanchéité 1 vienne, par une déformation élastique des striures 6, adhérer sur l'élément de moyeu 22. Une deuxième liaison étanche est alors créée entre l'élément d'étanchéité 1 et l'élément de moyeu 22. Par ailleurs, le soufflet d'étanchéité 10 exerce une pression sur l'élément 25 d'étanchéité 1, et plus précisément sur la face de glissement 3, de manière que la seconde extrémité 12 du soufflet d'étanchéité se déforme élastiquement et crée une troisième liaison étanche entre le soufflet d'étanchéité 10 et l'élément d'étanchéité 1. L'ajout éventuel d'un lubrifiant sur la face de glissement 3 peut diminuer les frottement lors d'un mouvement de rotation de la seconde extrémité 12 par rapport à 30 l'élément d'étanchéité 1 de manière à ce que la troisième liaison étanche soit conservée. Ainsi, l'élément d'étanchéité 1 et le soufflet d'étanchéité 10 ne sont pas dégradés au fil du temps par un phénomène de corrosion. En outre, le bord inétrieur 7 de l'élément d'étanchéité 1 et le bord 35 intérieur 7' de la seconde extrémité 12 du soufflet d'étanchéité 10 viennent en contact avec le corps 24 du pivot de manière à créer une quatrième liaison étanche. 8 Ladite quatrième liaison étanche est améliorée par une présence d'un fluide de lubrification dans les évidements 13 du soufflet d'étanchéité 10. Ainsi l'invention permet d'isoler le boitier de rotation 25 et le soufflet d'étanchéité 10 de l'élément de moyeu 22 de manière qu'une dégradation dans le 5 temps de l'élément de moyeu 22 ne dégrade pas l'étanchéité du boitier de rotation 25 et du soufflet d'étanchéité 10. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux figures annexées. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution 10 d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Ensemble de direction d'un véhicule comprenant une biellette (20) dont une extrémité comprend une rotule de direction, un élément de moyeu (22) d'une roue (21) du véhicule, et un soufflet d'étanchéité (10) positionné entre la rotule de direction et l'élément de moyeu (22), caractérisé en ce que l'ensemble de direction comprend en outre au moins un élément d'étanchéité (1) présentant une face d'isolation (2) au contact de l'élément de moyeu (22) et une face de glissement (3) au contact du soufflet d'étanchéité (10). 2. Ensemble de direction d'un véhicule selon la revendication 1, dans lequel l'élément d'étanchéité (1) comprend des matériaux insensibles à la corrosion. 3. Ensemble de direction d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la face d'isolation (2) comprend un matériau élastomère. 4. Ensemble de direction d'un véhicule selon l'une quelconque des 15 revendications précédentes, dans lequel la face d'isolation (2) coopère par complémentarité de forme avec l'élément de moyeu (22). 5. Ensemble de direction d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la face de glissement (3) comprend un matériau insensible à la corrosion sur lequel un lubrifiant est déposé. 20 6. Ensemble de direction d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la face de glissement (3) est sensiblement plane. 7. Ensemble de direction d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un bord extérieur (5) de la face de glissement 25 (3) comprend au moins une languette de retenue (4). 8. Ensemble de direction d'un véhicule selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'élément d'étanchéité (1) a une forme générale de rondelle. 9. Elément d'étanchéité d'une direction de véhicule comprenant une face 30 d'isolation (2) destinée à être au contact d'un élément de moyeu (22), une face de glissement (3) destinée à être au contact d'un soufflet d'étanchéité (10) et au moins une languette de retenue (4) s'étendant sur un bord extérieur (5) de la face de glissement (3). 10. Procédé de montage d'un ensemble de direction selon l'une 35 quelconque des revendications 1 à 8, comprenant : 10 - Une étape de montage d'une première extrémité (16) du soufflet d'étanchéité (10) sur la rotule de direction, - Une étape de clippage de l'élément d'étanchéité (1) sur une seconde extrémité (12) du soufflet d'étanchéité (10), 5 - Une étape de fixation de la rotule de direction sur l'élément de moyeu (22) de manière que l'élément d'étanchéité (1) vienne en contact avec l'élément de moyeu (22). 10