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Patent Searching and Data


Title:
STEERING BOOT PROVIDED IN THE FORM OF A SLEEVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/010757
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a steering boot (1) provided in the form of a sleeve comprising a first annular end, a portion (3) which is deformable in a lengthening or shortening direction of said boot (1) and which consists of a series of coaxial coils (7), and a second annular end. The deformable portion (3) of the boot (1) comprises, in the axial direction, at least three separate areas (4, 5, 6) of coils, wherein one (5) of the areas, referred to as a transition area (5), is positioned between an area (4) of small coils and an area (6) of large coils, said areas (4, 6) of small and large coils each consisting of coils (7) having a constant diameter from one coil to next, the diameter (D) of the coils (7) of the area (4) of small coils being smaller than the diameter (D2) of the coils (7) of the area (6) of large coils, said areas (4, 5, 6) being configured such that, when the boot is axially compressed, the coils of the area (4) of small coils is compressed before the coils of the area (6) of large coils.

Inventors:
LE QUELLEC, Loïc (1 rue des Eglantiers, Mouzeil, F-44850, FR)
MAITAY, Frédéric (La Poitevinière, Riaille, F-44440, FR)
Application Number:
FR2011/051098
Publication Date:
January 26, 2012
Filing Date:
May 17, 2011
Export Citation:
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Assignee:
TRELLEBORG BOOTS FRANCE (Rue du Tertre, ZI de Nantes Carquefou, Carquefou, F-44470, FR)
LE QUELLEC, Loïc (1 rue des Eglantiers, Mouzeil, F-44850, FR)
MAITAY, Frédéric (La Poitevinière, Riaille, F-44440, FR)
International Classes:
F16J3/04; F16D3/84
Foreign References:
DE7030176U1972-02-17
FR1482069A1967-05-26
US20070210535A12007-09-13
EP0327347A21989-08-09
JP2006266418A2006-10-05
US6932346B12005-08-23
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
GODINEAU, Valérie et al. (Brema-Loyer, 9 Rue Edmé Mariott, B.P. 70620 Nantes Cedex 3, F-44306, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . 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 boîtier ou carter de direction à protéger, une partie (3) d éforma bl e d a n s l e sens d ' u n a l longem ent ou d ' u n raccourcissement dudit soufflet (1 ) formée d'une succession de spires (7) coaxiales, une deuxième extrémité annulaire, dite petite base (1 1 ), apte à former l'extrém ité 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 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 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. 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 grandes spires, l'épaisseur et/ou l'angle (a) au sommet de chaque spire et/ou l'angle (β) 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 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 (D1 ) 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,

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 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 (β) de la jonction en creux des spires de la zone (5) de transition sont choisis de tel le sorte que les spires de la zone (5) de transition se 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 (β) de la jonction (8) en creux inférieur(s) 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. 8. Soufflet (1 ) de direction selon l'une des revendications 1 à 7,

caractérisé en ce q ue les spires (7) de la zone (5) de transition sont d'épaisseur inférieure à l'épaisseur des spires de la zone (6) de grandes spires.

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 d'épaisseur inférieure à l'épaisseur des spires de la zone (6) de grandes spires.

10. Direction à crémaillère pour véhicule automobile du type comprenant un soufflet (1) de direction, un carter de direction et une biellette de direction, ledit soufflet (1) étant agencé pour relier l'extrémité du carter de direction à la biellette de direction en entourant une rotule axiale liant l'extrémité correspondante de la crémaillère à la biellette de direction,

caractérisée en ce que le soufflet (1) de direction est conforme à l'une des revendication 1 à 9 et en ce que les petite et grande bases (11,2) du soufflet (1) sont respectivement agencées pour être montées l'une (11), autour de la biellette, l'autre (2), pour 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.

Description:
SOUFFLET DE DIRECTION SE PRESENTANT SOUS FORME D'UN MANCHON La présente invention concerne un soufflet de direction ainsi qu'une direction à crémaillère intégrant un tel soufflet.

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 boîtier ou carter de direction à protéger, une partie déformable dans le sens d'un allongement ou d'un raccourcissement dud it soufflet formée d'une 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 véh icule automobile, un pignon de direction est lié en rotation avec la colonne de direction, manœuvrée à l'aide du volant de condu ite du véhicule, ce pignon venant en prise avec une crémaillère montée coulissante, suivant sa direction longitudinale, dans un carter de d irection . Les deux extrém ités opposées de la créma il lère, extérieures au carter, sont accouplées à des biellettes de direction associées 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 d irection , est convertie en une translation correspondante de la crémaillère qui, par l'intermédiaire des biellettes et des porte-fusée, provoque elle-même l'orientation des roues du véhicule, pour un braquage à droite ou à gauche.

Dans u ne telle direction à crémaillère, la liaison articulée entre chaque extrémité de la crémaillère et la biellette correspondante est une liaison à 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, 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 forme d'un manchon comportant successivement dans le sens axial au moins une prem ière extrémité annulaire, dite grande base, apte à former une extrémité de fixation du soufflet à un premier élément de direction, tel qu'un boîtier ou carter de direction à protéger, une partie déformable dans le sens d'un allongement ou d'un raccourcissement dud it soufflet formée d'une 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 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 d iamètre des spires de la zone de grandes spires, lesd ites zones étant 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 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 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 être facil itée en rédu isant l'épaisseur des spires de lad ite 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 du soufflet, en particul ier 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 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 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 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 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.

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 a encore pour objet une direction à crémaillère pour véhicule automobile du type comprenant un soufflet de direction, un carter de direction et une biellette de direction, ledit soufflet étant agencé pour relier l'extrémité du carter de direction à la biellette de direction en entourant une rotule axiale liant l'extrémité correspondante de la crémaillère à la biellette de direction, caractérisée en ce que le soufflet de direction du type précité et en ce que les petite et grande bases du soufflet sont respectivement agencées pour être montées l'une, autour de la biellette, l'autre, pour un maintien sur le carter de direction, la zone de petites spires jouxtant la petite base du soufflet et la zone de grandes spires jouxtant la grande base du soufflet.

L'invention sera bien com prise à la lectu re de la description su ivante 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 extrém ités . 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. 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 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.

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.

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.

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 1 1 , 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 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 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 entourant une rotule axiale liant l'extrémité correspondante de la crémaillère à la biellette de direction, les petite et grande bases 1 1 , 2 du soufflet 1 étant respectivement agencées pour être montées l'une 1 1 , 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 1 1 du soufflet et la zone 6 de grandes spires jouxtant la grande base 2 du soufflet. Bien évidemment, l'application à d'autres types de soufflet peut également être envisagée.

De préférence, au moins l'une des spires de la zone 5 de transition présente un diamètre D1 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 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 grande base du manchon jouxte la zone de grandes spires. Ces zones de spires sont, en outre, configurées de telle sorte q ue, 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. 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 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 β de jonction en 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 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 β 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 β de la jonction 8 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 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.