Réfection du boîtier de direction

 

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Le boîtier de direction (à vis sans fin sur la colonne de direction, et secteur sur l'axe du levier ou bielle pendante) présente un jeu énorme, 1/4 de tour de volant avant que les roues ne commencent à tourner ! Et comme cela ne s'est pas dérèglé et/ou usé tout seul, on peut imaginer que la voiture a roulé ainsi dans sa vie antérieure, hum ...

Il faut donc le déposer, et le démonter pour examen approfondi ...

Planche et nomenclature pour comprendre ce qui suit :

Quelques vues en situation :

 

( hors sujet : deux photos des pivots de roue avant. Il paraît, d'après l'ancien propriétaire, qu'ils ont été refaits, mais on vérifiera quand même par précaution ... )

André a déposé le boîtier avec la barre d'accouplement :

Pas facile de démonter les rotules avec leur axe conique : , un arrache y a laissé sa peau ...

 

Vendredi 08 avril 2016

Nous voici donc devant ce beau boîtier, sans documentation pour le démonter, à part le catalogue des pièces détachées Citroën. En effet la RTA est sibylline à ce sujet, les pages concernant le boîtier de direction 5HP renvoient à celle de la B12 qui est différent ... Nous nous demandons donc comment attaquer l'engin ! Quelquies photos pour le remontage ultérieur :

Dans le prolongement de la colonne avec la vis sans fin, il y a un couvercle (10816) fixé par 3 écrous, qui laisse apparaître la "vis de réglage de la vis de direction" (10820) qui comporte un carré de réglage et son contre écrou ((1371). Pas moyen de dévisser le contre écrou couvercle en place, serait-ce pour cela que le jeu n'a pas été réglé antérieurement ? Nous dévissons le couvercle "pour voir", et il sort tout facilement, avec la vis de réglage. Avec le couvercle dans l'étau nous dévissons le contre écrou facilement, et nous reposons le couvercle, serrons le carré, et l'essentiel du jeu a disparu !

Mais il faut quand même ouvrir afin de vérifier les pièces, et les nettoyer convenablement (bien qu'il n'y a presque plus aucune trace de graisse là-dedans ...). De plus, le secteur (11783) peut être rapproché de la vis sans fin par une bague excentrée en bronze (31740 - courte ou 31741 - longue, on verra au démontage ...) sur une des extrémités de l'axe (et en principe aussi sur l'autre), mais elle est déjà à fond de réglage, et il y a encore un peu de jeu à rattraper de ce côté là. Nous allons probablement faire usiner par Michel de nouvelles bagues avec un excentrement plus important.

Pour y voir plus clair, et parce que c'est très probablement nécessaire pour le démontage du boîtier, nous tentons de démonter la bielle pendante de l'axe (conique de ce côté là) du secteur. N'ous n'avons pas d'arrache adéquat, et on essaie en chauffant, sans succès :

Mais nous commençons à comprendre le principe du démontage : une fois la bielle pendante sortie, il sera possible de sortir le couvercle-palier (pas mentionné dans la planche ni dans le texte, merci Citroën !) de l'axe avec le secteur, et de sortir ce dernier (11783)...

Nous tentons de tourner la bague excentrée "pour voir". Elle a déjà été sérieusement massacrée à coup de tournevis par des "mécaniciens", et elle ne tourne que de quelques degrés, en ébréchant par ses déformations le carter fonte (mais je pense qu'il y avait déjà une amorce de rupture, voir ici : ). Je prends donc les mesures afin de faire usiner (par Michel bien sûr) un outil à deux ergots pour travailler ensuite proprement sur les futures nouvelles bagues ...

Mesures aussi pour voir quelle taille d'arrache il faudrait emprunter :

Je fais une marque au poinçon en regard d'un filet du boîtier (il doit probablement y avoir un Tecalemit là), ce repère correspond au débattement maximum G et D de la direction, cela pourra toujours servir pour le remontage ...

Et un dernier essai de chauffe de la partie conique à l'opposé du levier avec le bec N° 4 de mon chalumeau, quelques coups de masse, rien à faire ça ne sort toujours pas !

 

Lundi 18 avril 2016

L'outil de réglage des bagues excentrées est usiné :

 

Mardi 19 avril 2016

 

Puisque ce bel outil est réalisé, il faudrait quand même réussir à ouvrir ce boîtier, c'est-à-dire sortir ce f... levier ou bielle pendante. Je vais donc rendre visite avec le boîtier à mon petit garage Citroën (qui entretient ma Xantia), et qui est situé à 100 m de chez moi. Le très sympathique patron appelle son mécano, et je l'accompagne dans la "pièce aux outils". Il sort d'un (très) vieux tiroir une sorte de (très) vieille grande fourchette à deux dents biseautées, la glisse entre le boîtier et la bielle, et en quelques coups de masse la bielle est extraite de l'axe conique, ouf ! Je n'ai rien payé, ils sont vraiment chouettes, mais il faut dire que je vais là depuis ... très longtemps ! Malheureusement je n'ai pas eu le réflexe de sortir mon smartphone, donc pas de photo ...

Retour au garage, je peux enfin attaquer le démontage.

La bielle enfin déposée : , et on admire la magnifique "clavette" réalisée ... dans un vieux clou par un excellent mécanicien ! En réalité, il faut une clavette de 4x4x26 mm ... . La clavette d'origine a dû casser (aïe !) ou a été perdue, et le cône est un peu endommagé, mais sans gravité, les traces inquiétantes sont essentiellement de la vieilles graisse séchées (alors qu'il faut toujours dégraisser parfaitement un tel assemblage !!!) :

Il est maintenant possible de retirer le couvercle (non mentionné dans le catalogue) : .

NB (30/10/2016) : Ici on voit la rondelle de réglage 11341, placée du côté "cône" du secteur, cela semble être une erreur...

Et comme on s'y attendait, il y a une deuxième bague, la longue (31741). Cachée derrière la bielle pendante, elle est intacte et semble n'avoir jamais été tournée, et elle est réglée comme l'autre bague de manière à rapprocher au maximum le secteur de la vis sans fin, bizarre car il n'y a donc plus de rapprochement possible en cas d'usure ...

Mais impossible de sortir le secteur avec le réglage de l'autre bague dans cette position même s'il n'y a plus que celle-là dans le boîtier. Je dois donc la tourner (avec un petit poinçon émoussé, pas grave puisque les bagues seront remplacées) de manière à écarter au maximum le secteur de la vis sans fin :

J'en arrive à me demander si ces bagues ne servent pas uniquement à cela pour montage et démontage ... Et d'ailleurs, les deux vis sans tête de blocage des bagues n'ont fait de marques dans les bagues qu'en un seul point. Comment expliquer alors le massacre de la bague courte ? Je ne vois qu'une seule explication : "quelqu'un" (peut-être le Monsieur de la clavette-clou) a essayé de la faire tourner, ne voyant pas qu'il n'était plus possible de reprendre du jeu, ni que la bague était bloquée par la vis sans tête ... De toute manière, les deux bagues doivent être exactement dans la même position d'excentrement, faute de quoi l'arbre secteur se coince bien évidemment. Il doit d'ailleurs être impossible de tourner beaucoup l'une sans l'autre ...

Mais l'arbre-secteur légèrement écarté de la vis sans fin par l'excentrement de la bague daigne enfin quitter son boîtier ! . Il ne reste plus qu'à extraire la vis sans fin par le trou libéré par le couvercle avec la douille de réglage : .

Ensuite extraction assez facile des bagues avec une douille "kivabien", mais cela serre un peu quand même ... : .

Nettoyage en profondeur du couple de "pignons", ils sont intacts, presque pas d'usure malgré l'absence de graisse depuis perpète !

 

Ensuite séance de métrologie pour Michel. Les bagues sont légèrement ovalisées, et le diamètre pas absolument constant sur toute la longueur ...

(Remarque : devant les mesures parfois étonnantes des alésages faites au pied à coulisse numérique, j'ai verifié ultérieurement ce dernier avec les micromètres 0-25 et 25-50 qui ne peuvent être que rigoureusement exacts au 1/100è . En mesure "extérieure", l'erreur est de 7/100è à 8/100ème en moins ! Et en mesure "intérieure" (becs inversés), l'erreur est de 3/100è à 4/100ème en plus. Pas étonnant donc que les sommes des mesures ne correspondaient pas, et que des jeux de 14/100ème en mesure (bagues excentrées/arbre-secteur) ne correspondaient pas à la réalité "perçue à la main". Les valeurs d'alésages prises au pied à coulisse sont donc à corriger de - 4/100è, voir en gras dans le texte ...)

1) Longueur des bagues

Bague longue : 59,53 mm (59,60 corrigé) , striée à 10 stries pour 5 mm, et biseautée à l'extrémité opposée aux cannelures : .

Bague courte : 20,08 mm (20,15 corrigé), le reste est identique à la longue ...

2) Diamètre extérieur des bagues

Bague longue : 27 mm (en réalité entre 26,98 et 27,01) :

Bague courte : 26,99 mm (entre 26,96 et 27,01) :

3) Diamètre intérieur des bagues

Bague longue : environ 22,07 mm, plus difficile à mesurer ! (22,03 mm corrigé) :

Bague courte : 22,10 mm (22,06 mm corrigé)

4) Diamètre des extrémités de l'arbre-secteur

Côté bague longue : 21,93 mm : .

Côté bague courte, légèrement ovalisé 21,91 à 21,93 mm

5) Diamètre des alésages des bagues dans le couvercle et le boîtier

Dans le couvercle (bague longue) : 27,06 mm (27,02 corrigé)

Dans le boîtier (bague courte) : 27,06 mm (27,02 corrigé)

6) Excentrement de l'alésage des bagues

Je mesure les épaisseurs diamétralement opposées les plus fines et les plus grosses des bagues.

Bague longue et bague courte, mêmes valeurs : 3,20 mm au bord le plus épais, et 1,64 mm au plus fin (3,27 et 1,71 corrigé). La mesure est très difficile à faire précisément, et on constate que la somme des épaisseurs et de l'alésage des bagues ( 3,20 + 1,64 + 22,07 = 26,91) est inférieure au diamètre extérieur mesuré (environ 26,98 à 27 mm) (Mais avec les valeurs corrigées, on trouve 3,27 + 1,71 + 22,01 = 26,99 ouf !).

7) Cannelures et rainures de graissage

Les cannelures pour la rotation des bagues sont intactes sur la bague longue, et font 4,05 mm de large et 2,5 mm de profondeur : . Ce devait bien entendu être la même chose sur la bague courte avant son massacre ...

De plus les deux bagues comportent deux rainures de graissage longitudinales et diamétralement opposées, alignées sur les cannelures, de 1 mm de large sur environ 2 dixièmes de profondeur :

 

 

 

Et pour terminer cette séance, un léger toilage de la partie conique de l'arbre-secteur : . Il est néanmoins légèrement endommagé d'un côté, mais on fera avec :

Petites vues d'ensemble :

 

Vendredi 22 avril 2016

J'ai laissé tremper le boîtier et les couvercles dans l'essence pendant deux jours. Ils en sortent parfaitement gluants : "quelqu'un" au cours de la vie de la voiture a trouvé judicieux de passer une couche de vernis sur le cambouis (pour faire joli ?) ... Longue séance de grattage et brossage intérieur et extérieur hier soir : , et je continue aujourd'hui :

Le contre-écrou massacré de réglage du jeu de la vis sans fin : Quelques coups de lime, et il rentre de nouveau dans une douille de 27, ce sera plus facile pour le réglage final ...

Et Michel a déjà réalisé les nouvelles bagues, mais avec les erreurs du pied à coulisse je crains que le nouvel excentrement ne soit pas correct ...

 

Samedi 23 avril 2016

Reçu ce matin un mail de Michel, qui heureusement avait anticipé cette bizarrerie de pied à coulisse faussé : "Heureusement ce doute m'était venu et donc j'ai augmenté déjà les valeurs d’excentrage à 3.35 et 1.63, il est vrai que cette mesure est très difficile à prendre mais donc dans ce cas nous avons 3.35+1.63+22=26.98, cela devrait aller. De toute façon s'il y a un problème de montage et/ou réglage je peux les refaire. "

Pour terminer avec l'arbre-secteur, j'ai examiné la "rondelle de rattrapage de jeu du secteur de direction" (11341) 23,7 x 39 x 2,69 mm qui se place sur l'arbre secteur côté bague longue (NON ! voir plus loin ...) : . Chanfreinée (asymétriquement d'ailleurs) côté secteur à partir d'un diamètre de 25 : et plate de l'autre : . Elle est presque intacte, simplement marquée visuellement, ainsi que sa portée sur l'arbre-secteur et sur le couvercle (qui reçoit la bague longue ) : . L'autre portée de l'arbre-secteur, directement sur la fonte du boîtier, est aussi intacte , ainsi que son appui au fond du boîtier (qui reçoit la bague courte) : . Boîtier refermé sur lui, le jeu longitudinal de l'arbre-secteur est très faible, on verra cela quand on remontera les nouvelles bagues excentrées, mais je pense que cela ira ... sinon on commandera une nouvelle bague trempée à notre Michel usineur de génie !

NB (30/10/2016) : il apparaît que la rondelle 11341 était placée du mauvais côté du secteur !

 

Enfin, pour terminer le tour complet de ce boîtier de direction, j'ai examiné l'arbre-vis sans fin. Il tourne directement dans un alésage du boîtier côté colonne de direction , et dans le couvercle avec la douille de réglage de l'autre côté , pas de bague donc.

L'arbre est légèrement usé en diamètre au niveau des paliers, 15,96 mm côté couvercle (pour un diamètre de 16-? nominal je suppose) : et 24,93 mm côté boîtier pour un diamètre de 24,97 dans la partie à l'extérieur (non usée donc) . Mais il restera ainsi, on ne va pas entreprendre pour des jeux aussi faibles un rebaguage et toutes les rectifications que cela entraîne.

Mais l'extrémité de la vis sans fin côté colonne de direction, qui appuie contre l'intérieur du boîtier, présente une usure d'environ 60/100è mm :

Cette usure peut être rattrapée par la douille de réglage, mais tant qu'on y est, je vais demander à Michel de tourner une rondelle de 25,5 x 36,5 x 0,60 mm, de manière à recentrer la vis sans fin comme à l'origine ...

Et pour terminer par un "délassement", nettoyage de cette chère bielle pendante en acier forgé, qui avait été revernie sur de la rouille par des "restaurateurs consciencieux" se préoccupant plus de l'aspect "brillant" de ce boîtier que de son fonctionnement correct et sans jeu ...

 

Dimanche 24 avril 2016

 

Michel a malgré tout refait de nouvelles bagues !

Et la rondelle pour rattraper l'usure de l'appui/boîtier de la vis sans fin, ainsi qu'une clavette "digne de ce nom" pour la bielle pendante :

 

Jeudi 28 avril 2016

Soudure de barres sur l'outil à deux ergots pour le réglage des bagues excentrées : en effet, côté bielle pendante l'arbre doit passer à trevers l'outil ...

 

Lundi 09 mai 2016

Les nouvelles bagues de centrage sont arrivées. Placement :

Mais comme je le craignais, cela serre trop ...

Et il y a plus grave : débarrassée de son vernis, le boîtier montre une fissure ! Fin des opérations en Belgique, nous allons expédier le boîtier complet en Italie où Michel va (tenter de ?) le ressouder, et si cela marche, parfaire l'ajustement des bagues excentrées ...

 

Mardi 25 octobre 2016 - Suite des travaux en Italie !

Le boîtier de direction a donc été envoyé en Italie chez Michel cet été. Il l'a entaillé profondément au niveau de la fissure : , et l'a ressoudé :

 

Dimanche 30 octobre 2016

Remontage du boîtier. Afin de ne pas écraser les bagues excentrées de réglage en bronze, Michel a remplacé les petites vis ("grains") de blocage par des grains à contre-écrou ... Le réglage sans jeu et sans point dur ne fut pas une mince affaire semble-t-il ...

D'après Michel, ce fut un casse-tête chinois invraisemblable :

Pour le boitier de direction  il y eu pas mal de problèmes, toutes les tentatives d'assemblage se sont avérées négatives : impossible d'ajuster un jeu correcte entre la vis et le secteur.

Après multiples montages et démontage je me suis rendu compte que les deux alésage où se placent les coussinets excentrique n'étaient pas alignés dans le même axe. Remontant l'ensemble du boîtier sans la vis et le secteur, j'ai dû passer un alésoir expansible pour corriger au mieux. Par la suite une petite correction de la perpendicularité de chaque alésage par rapport au plan de fermeture des demis boîtiers.

Remontage du tout et encore des problèmes d'ajustements.

J'ai alors enduit de bleu de Prusse la vis, et le résultat fut que le contact avec le secteur se trouvait complètement sur un coté extérieur de la dent, donc erreur de centrage du secteur.

Re-démontage et remontage sans la rondelle d'ajustement du secteur (11341), afin de laisser se positionner automatiquement la courbure de la vis dans le rayon du secteur, ce qui m'a permis de régler le jeu avec précision, ensuite de mesurer au micromètre de profondeur le dépassement des deux côtés de l'axe du secteur par rapport au boîtier. Ensuite retirer la vis et remonter le boîtier, laissant seulement le secteur, ce qui a permis de voir quel était son déplacement axial et en comparant aux mesures précédentes de déterminer quel devrait être l'épaisseur de la rondelle de réglage.

Il se fait que la rondelle devait se trouver du coté opposé du cône, chose étrange car au démontage elle était du côté cône.

Ceci étant dit le mystère persiste mais le boîtier est parfaitement réglé, il reste un très léger jeu dans la position centrale (dû a l'usure normale). Je ne pouvais pas régler au maximum au centre ce qui aurait provoqué un blocage aux positions extrême à droite ou à gauche (problème classique de tous les boîtiers de direction).

Voilà, CQFD

Et les dernières photos du magnifique boîtier refait à neuf

 

 

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