Brevet FR2462627A1 — publié le 19810213

La présente invention se rapporte à une garniture d'étanichéité pour arbre d'entraînement de tachymètre sortant d'une bolte de vitesses de véhicule automobile, ainsi qu'à une boîte de vitesses l'utilisant. La tendance actuelle, parmi les fabricants d'automobiles, est de faire ces arbres d'entra nement en matériau plastique convenable, en particulier en résine polyamide (Nylon), plutôt qu'en acier, principa- lement pour des raisons économiques évidentes. Toutefois, les garnitures d'étanchéité précédemment utilisées, avec succès, sur les arbres d'en- traînement en acier, se sont avérées ne pas convenir pour éviter, à long terme, une fuite d'huile à l'extérieur, le long de l'arbre. Des essais effectués par la demanderesse ont montré que ces garnitures, mâme celles à lèvre mince, finissent par éroder l'arbre en Nylon, ce qui nécessite donc son remplacement. L'objet de l'invention est de fournir une garniture qui évite le désavantage mentionné. Une garniture de caoutchouc selon l'invention se caractérise en ce qu'elle comprend une douille d'étanchéité annulaire supportée, coaxialement et de manière flottante, à l'intérieur d'une extrémité d'un élément support annulaire, la surface interne, vue radialement, de la douille, étant formée de nervures hélicoïdales assurant une étanchéité dynamique. Le principe de "l'étanchéité dynamique", au moyen de rainures hélico dales,est connu en soi et on ne le considère pas ici en détail (sauf dans la mesure o il peut concerner un aspect particulier de l'invention). L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparattront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints o: - la figure I est une vue en bout, partiellement en coupe, de la botte de vitesses comportant une garniture selon l'invention; - la figure 2 est une vue partielle, en coupe axiale, de ladite garni- ture; et - la figure 3 est une coupe, à échelle agrandie, de certaines des rainures de la garniture mentionnée. Les dessins représentent une botte de vitesses 10 de véhicule automobile, avec arbre de sortie 12 comportant un pignon hélicoïdal 14. Le trait L représente le niveau d'huile approximatif de la boîte de vitesses. Le pignon 14 entraîne, comme cela est connu, un pignon 16 à denture hélicoïdale fixé à un arbre d'entraînement de tachymètre 18. L'arbre 18 peut tourner dans un support 20 que l'on peut enlever ou dévisser pour le sortir de la boîte de vitesses, et l'extrémité exté- rieure 18' de l'arbre 18 est logée dans une cavité cylindrique 20' du support 20. On interdit une fuite d'huile à l'extérieur, le long de l'arbre 18, au moyen d'une garniture 22 selon l'invention, insérée avec un effort raisonnable dans la cavité 20'. L'arbre 18 peut être incliné (comme représenté), vertical ou horizontal, mais dans tous les cas, la cavité 20' et la garniture 22 sont situées au-dessus du niveau d'huile L. L'arbre 18 peut être en Nylon, d'une seule pièce avec le pignon 16. La garniture 22 (figure 2) comporte un élément annulaire en caoutchouc 24 de section droite circulaire et présentant une extrémité agrandie 24' raidie par une bague métallique de renfort 26. Lorsque la garniture est en service, cette extrémité est dirigée vers l'extérieur de la boîte de vitesses 10, et la bague 26 agit comme appui pour l'outil qui introduit la garniture dans la cavité 20'. L'extrémité opposée de l'élément 24 est dirigée vers l'intérieur de la boîte de vitesses 10, c'est-à-dire vers le flux de fuite d'huile,et sera donc dénommée "extrémité humide". La douille d'étanchéité annulaire 28 est située à l'in- térieur, par rapport à l'élément 24, et lui est coaxiale. La douille 28 s'étend depuis une partie intermédiaire, vue dans le sens axial, de l'élément 24 et en direction de l'extrémité humide de cet élément 24, et est supportée à une extrémité par une portion annulaire 30 de faible épaisseur (par rapport à celle de la douille et de l'élément), de sorte que la douille "flotte" par rapport à l'élément. La surface interne 28', vue radialement, de la douille 28, est formée d'une succession de nervures hélicoïdales 32 serrées l'une contre l'autre. Cette surface peut être cylindrique, come représentée, ou peut être conique, en se rétrécissant en direction de l'extrémité humide de l'élément 24, avec un demi-angle au sommet non supérieur à cinq degrés. Les nervures 32 assurent, avec la surface cylindrique 18" de l'extré- mité 18' de l'arbre 18, l'étanchéité dynamiqtue mentionnée précédemment. Elles sont donc inclinées soit à droite, soit à gauche, selon le sens de rotation de l'arbre 18 et sont choisies de façon qu'en service, l'huile qui tend à fuir soit ramenée par les nervures, selon les prin- cipes connus. De préférence, dans une garniture d'étanchéité selon l'invention, l'angle d'inclinaison de l'hélice de chaque nervure 32 est de quarante-cinq degrés, et la longueur de la surface nervurée 28' de la douille 28 est telle que chaque nervure s'étende sur au moins un huitième (quarante-cinq degrés d'arc) de la circonférence interne de la douille. Par contre, il n'est pas nécessaire que chaque nervure forme une spirale complète autour du trou de la douille. Il en résulterait une douille d'une longueur inutilement importante. De préférence, selon l'invention, chaque nervure (figure 3) présente un profil en arc circu- laire concave, le profil de deux nervures voisines formant un point de rebroussement 34; la largeur A de chaque nervure étant de 0,3 à 0,4 mm et la profondeur B de chaque nervure étant de 0,05 à 0,09 mm. A l'état monté, la douille 28 entoure la portion 18' de l'arbre 18 sans interférence; en fait, comme représenté sur la figure 2, on préfère un léger jeu radial qui, mesuré aux points de rebroussement 34, ne va toutefois pas dépasser environ 0,1 mm (de façon à ne pas compro- mettre l'étanchéité dynamique). Il faut attirer l'attention sur le fait que, contrairement à ce qui peut apparaître sur les dessins, la garniture d'étanchéité selon l'invention est très étroite, du fait du faible diamètre de l'extrémité 18'. Par exemple, pour un diamètre de huit millimètres, la longueur de l'élément 24 de la garniture est de l'ordre de quatre à cinq millimètres, tandis que la longueur de la surface d'étanchéité 28' de la douille 28 est d'environ 1,5 à 2 mm, cette surface étant formée de soixante-huit nervures inclinées à quarante-cinq degrés et de dimensions indiquées ci-dessus. Bien entendu, les exemples de réalisation décrits ne sont nullement limitatifs de l'invention. REVENICATIONS 1. Garniture d'étanchéité en caoutchouc pour un arbre d'entraî- nement de tachymètre sortant d'une boîte de vitesses de véhicule auto- mobile, caractérisee en ce qu'elle comporte une douille d'étanchéité annulaire (28) supporte, coaxialement et de manière flottante, à l'intérieur d'une extrémité d'un élément support annulaire (30), la surface interne (28'), vue radialement, de la douille, étant formée de nervures h9licoidales (32) assurant une étanchéité dynamique. 2. Garniture d'étanchéité selon la revendication 1, carac- tgrisde en ce que ladite surface (28') est cylindrique. 3. Garniture d'étanchéité selon la revendication 1, carac- t6ris6e en ce que ladite surface (28') est conique, se rétrécissant en direction de l'extrémité libre de la douille avec un demi-angle au sommet non supérieur à cinq degrés. 4. Garniture selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisée en ce que l'angle d'inclinaison de l'hélice des nervures (32) est sensiblement de quarante-cinq degrés, et en ce que la largeur de la douille (28) est telle que chaque nervure s'étend sur au moins un huitième de la circonférence intérieure de la douille. 5. Garniture d'étanchéité selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque nervure (32) présente un profil en arc concave, deux nervures voisines formant un point de rebroussement (34), la largeur de chaque nervure étant de 0,3 à 0,4 mm et la profondeur de chaque nervure étant de 0,05 à 0,09 mm. 6. Boîte de vitesses comportant une garniture d'6tanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'arbre (18) est fait en une résine polyamide et en ce que la douille (28) de la garniture entoure l'arbre sans interférence. 7. Boîte de vitesses selon la revendication 6, caractérisée en ce que la douille (28) entoure l'arbre (18) avec un jeu radial non supérieur à 0,1 mm.