Brevet FR2478236A1 — publié le 19810918

L'invention concerne un dispositif d'étanchéité pour un joint d'articulation pourvu de graisse ou d'un autre lubrifiant, ce dispositif comprenant un manchon qui possède un premier bord pour sa fixation sur un élément extérieur du joint et un second bord pour la fixation sur un arbre sur lequel est monté le joint. On connaît des dispositifs d'étanchéitd pour joints d'articulation (voir la demande de brevet DE-OS 29 00 026 de la République Fédérale d'Allemagne par exemple) ou l'on évite l'établis- sement d'une surpression a l'intérieur du joint par la prévision d'un passage d'échappement et d'admission d'air. Cette exécution a l'in- convénient que l'espace intérieur du joint communique avec ltatmos- phère par un canal ouvert en permanence. Un dispositif d'dtanchéité de ce type ne peut pas être utilisé sur des véhicules tous-terrains, par exemple, parce qu'il est presque sûr que l'eau et d'autres matières étrangères pourront pénétrer par ce canal dans le joint pendant l'utilisation de tels vdhicules. Partant de cet état de la technique, l'invention vise à créer un manchon d'étanchéité pour joint d'articulation, qui soit capable d'éliminer une surpression s'établissant h l'intérieur du joint et qui empêche, même sous des conditions environnantes très dures, l'eau et d'autres matires étrangères extérieures de pénd- trer à l'intérieur du joint. Selon une caractéristique essentielle de l'invention a) au moins un bord du manchon est conjugué a un prolongement qui entoure Plastiquement l'élément extérieur du joint ou l'arbre et qui s'dloigne axialement du joint d'articulation; b) le prolongement fait partie dudit bord ou est formé par une pièce séparée qui coopère avec ce bord; et c) la zone de fixation dudit bord présente un canal qui s'étend de l'intérieur du manchon jusqu'au prolongement. Cette exécution a l'avantage qu'une surpression inté- rieure résultant de variations de pression n'entraîne pas la défor- mation du manchon, ayant notamment la forme d'un soufflet, puisque la surpression peut se détendre à l'extérieur à travers le canal et sous le prolongement déformé élastiquement. Le prolongement agit & la façon d'une soupape antiretour: il permet l'échappement d'une certaine quantité d'air pour éliminer une surpression mais il empêche l'air ou d'autres matières de l'extérieur de pénétrer dans le joint d'articulation. Cette exécution est utilisée de préférence avec des soufflets à déroulement (ayant en demi-coupe axiale la forme d'un V dont l'une des branches recouvre l'autre dans une mesure variable) parce que ce type de soufflet conserve sa forme quand il y a une dépression à l'intérieur. Selon une autre caractéristique importante, un second prolongement entourant l'arbre, ou l'élément extérieur du joint, est prévu entre le bord correspondant du manchon et l'intérieur du manchon et un second canal pari du second prolongement et débouche à l'atmosphère. Cette exécution a l'avantage, d'une part, qu'une sur- pression créée A l'intérieur du joint d'articulation par suite de l'élévation de sa température interne peut être éliminée comme dans l'exécution précédente, d'autre part, que la dépression qui risque de s'établir ensuite à l'intérieur du joint en raison de son refroi- dissement peut être éliminée par la seconde soupape antiretour formde par le prolongement dirigé vers l'intérieur. Cette mesure empOche la compression radiale du manchon sous l'effet d'une dépression. Comme la double soupape antiretour formée dans cette deuxième exécution évite à la fois les surpressions et les dépressions à l'intérieur du joint, le fonctionnement convenable du manchon est assuré en toute circonstance. La deuxième forme d'exécution évite aussi le risque de destruction d'un soufflet par le frottement de ses plis les uns contre les autres en cas de dépression. En effet, le manchon constitué par un tel soufflet se déforme s'il se produit une dépression relativement forte à l'intérieur, ce qui a pour effet que les plis comprimés vers l'intérieur frottent l'un sur l'autre pendant la suite du fonctionnement et finissent par se trouer mutuel- lement. Afin que les plis d'un soufflet ne risquent pas de frotter l'un sur l'autre par suite d'une pression intérieure trop faible, ni d'être abimés par une pression intérieure trop forte, une autre caractéristique prévoit que les prolongements possèdent une tension interne qui permet l'ouverture d'un passage quand la différence entre la pression intérieure et la pression atmosphérique atteint une valeur déterminée. La tension interne du prolongement ou des prolongements est fixée de manière que les pressions à l'intérieur du soufflet ne risquent pas de compromettre le bon fonctionnement du soufflet. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'exemples de réalisation préférés mais nullement limitatifs, ainsi que des des- sins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une coupe axiale d'un joint d'articu- lation dont le dispositif d'étanchéité comporte un manchon sous forme d'un soufflet à déroulement; la figure 2 est une coupe analogue à celle de la figure 1 mais montrant un prolongement sous forme d'une pièce sépa- rée; la figure 3 est une coupe axiale d'un joint homocyné- tique dont le dispositif d'étanchéité comporte un manchon sous forme d'un soufflet à plusieurs plis; la figure 4 est une coupe axiale à plus grande échelle de la partie de manchon de figure 3 comprenant le bord fixé sur l'arbre et des prolongements formant une double soupape antiretour; la figure 5 est une coupe transversale suivant la ligne I-I de la figure 3; et la figure 6 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 3. Le joint homocynétique représenté sur la figure 1 possède un élément de joint extérieur 1, possédant une cavité 2. La paroi intérieure de cet élement extérieur présente des rainures 3 qui sont réparties circonférentiellement. Dans la cavité 2 est dis- posé un élément de joint intérieur 4, dont la surface extérieure présente des rainures 5. L'élément intérieur 4 présente une ouver- ture 6 pour la réception d'un arbre d'entraînement 7, un arbre de roue de véhicule par exemple. La transmission du couple de torsion entre l'arbre 7 et l'élément intérieur 4 s'effectue par des cannelures. La transmission du couple entre l'élément intérieur 4 et l'élément extérieur 1 s'effectue par des billes 8 qui sont maintenues dans les fenêtres d'une cage 9 dans cet exemple de réalisation. La cavité 2 du joint est fermée d'un côté par un capuchon 10; il est cependant possible aussi, en d'autres exécutions, que la fusée portant la roue de véhicule soit bridée directement sur le joint. De l'autre côté du joint se trouve un soufflet à déroulement 11, dont le bord 12 de plus petit diamètre est fixé sur l'arbre 7 par un collier de fixation 13. Le bord opposé 14, de plus grand diamètre, est maintenu dans un chapeau protecteur 15 fixé luimême sur la surface extérieure de l'élément extérieur 1 du joint. Le soufflet à déroulement représenté ici possède un prolongement 16 qui est déformable élastiquement, du fait qu'il est réalisé du même matériau que le soufflet. Le prolongement 16 est appliqué intimement contre l'arbre 7 mais peut s'en écarter locale- ment lorsqu'une surpression suffisamment forte s'établit à l'inté- rieur du joint. Si c'est au contraire la pression atmosphérique qui est plus forte, le prolongement 16 reste bien appliqué contre l'arbre 7, de sorte qu'une pénétration de matières étrangères de l'extérieur dans le joint est impossible. Afin d'exclure l'influence du collier de fixation 13 sur le bord 12, en particulier dans le sens d'un empêchement de l'échappement d'air, le soufflet comporte dans la région du bord 12 un canal 17 qui s'étend jusqu'au prolongement 16 et empêche le serrage étanche du bord 12 sur l'arbre. La surpression intérieure peut se détendre à travers ce canal et avec soulèvement local du prolongement 16 par rapport à l'arbre 7, ce qui permet l'égalisation de la pression intérieure avec la pression atmosphé- rique. La figure 2 représente un prolongement 16 réalisé sous forme d'une pièce séparée et fixé par le collier de serrage 13 sur la surface extérieure du bord 12 de plus petit diamètre. Le canal 17 est ménagé dans le bord 12. La figure 3 représente un joint d'articulation qui correspond en principe à celui de la figure 1, sauf que le manchon d'étanchéité est formé dans ce cas par un soufflet 18 comportant plusieurs plis qui se suivent axialement. Avec un tel soufflet, il existe le risque qu'une dépression s'établisse à l'intérieur à la suite de l'élimination d'une surpression provoquée par une élévation de la température de service et après refroidissement du joint. Les plis risquent dans ce cas d'être comprimés radialement vers l'inté- rieur et de frotter les uns sur les autres pendant le service, ce qui finit pas détruire le soufflet 18. Pour éviter une telle dépres- sion, l'exemple de réalisation de la figure 3 comporte, d'une part, un prolongement 16 comme dans les exemples précédents et présentant également un canal 17 pour la détente en cas de surpression à l'inté- rieur, d'autre part, un prolongement 19 qui est dirigé au contraire vers l'intérieurdujointetquisert à l'élimination d'une dépression à l'intérieur. Le prolongement 19 demande également la prévision d'un canal 20. Comme dans l'exemple de la figure 2, les deux prolon- gements, s'étendant dans des directions contraires et agissant dans des sens opposés, peuvent être réalisés sous forme d'une pièce sépa- rée. La figure 4 représente séparément le bord 12 de plus petit diamètre et sa fixation sur l'arbre 7 par le collier 13. La soupape antiretour pour la détente en cas de surpression est formée par le prolongement 16 en combinaison avec le canal 17, tandis que la sou- pape antiretour agissant en sens opposé, c'est-a-dire pour permettre une admission d'air en cas de dépression à l'intérieur, est formée par le prolongement 19 et le canal 20. Les figures 5 et 6 sont des coupes transversalesde la partie de manchon comprenant le bord 12 de plus petit diamètre. La figure 5 montre le canal 20 utilisé pour l'admission d'air, formé entre le prolongement 16 et l'arbre 7; la figure 6 montre en plus le canal 17 pour l'échappement d'air entre le bord 12 et l'arbre 7, de même que le collier de fixation 13. 2478-236 R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Dispositif d'étanchéité pour un joint d'articulation pourvu de graisse ou d'un autre lubrifiant, comprenant un manchon qui possède un premier bord pour sa fixation sur un élément extérieur du joint et un second bord pour la fixation sur un arbre sur lequel est monte le joint, caractérise en ce qu'un bord (12) au moins du manchon (11, 18) est conjugué à un prolongement (16) qui entoure élastiquement l'éliment extérieur (1) du joint ou l'arbre (7) et qui s'éloigne axialement du joint d'articulation, le prolongement (16) faisant partie dudit bord (12) ou étant forme par une pièce séparée qui coopère avec ce bord (12), et la zone de fixation dudit bord (12) présentant un canal (17) qui s'étend de l'intérieur du manchon (11, 18) jusqu'au prolongement (16). 2. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un second prolongement (19) entourant l'arbre (7), ou l'élément extérieur (1) du joint, est prévu entre le bord (12) correspondant du manchon (18) et l'intérieur du manchon et un second canal (20) part du second prolongement (19) et débouche à 1 'atmosphère. 3. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que les prolongements (16, 19) possèdent une ten- sion interne qui permet l'ouverture d'un passage quand la différence entre la pression intérieure et la pression atmosphérique atteint une valeur déterminée.