Brevet FR2514445A1 — publié le 19830415

La présente invention concerne un dispositif d'étanchéité qui assure le recouvrement et l'étanchéité d'un arbre menant et d'un arbre mené d'un joint de Cardan constitué par deux fourches et un croisillon logé dans des alésages des fourches avec le cas échéant interposition de coussinets ou roulements et de corps roulants ou glissants, ledit dispositif étant fixé sur les arbres menant et mené et recouvrant l'ensemble du joint de Cardan. Dans une telle réalisation, la manchette d'étanchéité recouvre tout l'espace compris entre les arbres menant et mené d'un joint de Cardan et subit par suite tout le mouvement relatif. Des manchettes d'étanchéité de joints de Cardan sont connues (cf par exemple le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 2 547 734), dans lesquelles la manchette d'étanchéité est constituée par deux man- chettes d'étanchéité distinctes fixées sur les arbres menant et mené, mais dont les extrémités de diamètre supérieur sont fixées sur une bague de renforcement Une fermeture étanche du joint de Cardan est certes assurée, mais non la répartition de la sollicitation de la manchette pendant le braquage Un inconvénient réside dans l'absence de guidage de la bague de renforcement de tout pli de dilatation, de sorte qu'une utilisation est possible uniquement dans les cas o de faibles angles de braquage sont probables. L'invention vise à réduire la sollicitation de la manchette d'étanchéité, en particulier dans le cas de joints de Cardan dont le domaine de travail prépondérant se situe au voisinage de l'angle de braquage maximal, et par suite à augmenter la durée de vie La sécu- rité de fonctionnement de la manchette d'étanchéité ne doit en outre pas être menacée par le frottement de pièces. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le disposi- tif d'étanchéité présente, entre les points de fixation, une fixation supplémentaire sur la surface extérieure des deux fourches, au voi- sinage des alésages. Cette réalisation présente l'avantage suivant: la fixation intermédiaire de la manchette d'étanchéité sur les fourches interdit tout contact entre des parties de la manchette ou entre une partie de la manchette d'étanchéité et une pièce du joint, et par suite leur détérioration, ce qui conduirait finalement à une défaillance du joint car la lubrification serait interrompue immédiatemzent, en par- ticulier en cas d'emploi d'huile comme lubrifiant. Dans une forme de réalisation particulièrement favorable pour la fabrication, la fixation supplémentaire est constituée par une saillie qui s'engage dans chaque alésage et présente un diamètre adapté à celui de ce dernier. Cette réalisation présente l'avantage de permettre l'utilisation simultanée de l'ouverture des alésages des fourches, qui ne sont plus reliées au croisillon, pour la fixation supplémentaire de la manchette d'étanchéité; il suffit de former sur la manchette d'étanchéité des saillies ou bouchons ronds adaptés à l'alésage, puis de les enfoncer dans l'ouverture de l'alésage pour assurer la fixation. Afin de garantir une fixation dans les alésages des fourches dont l'ouverture n'offre pas une profondeur suffisante, et selon une autre caractéristique de l'invention, la fixation supplémentaire présente des nervures s'appliquant sur le contour extérieur des fourches et est maintenue par prétension du dispositif d'étanchéité. Cette forme de réalisation présente l'avantage suivant: des ner- vures conjuguées du contour extérieur des fourches sont formées sur la manchette d'étanchéité et peuvent ainsi se glisser sur toute la fourche Une prétension appropriée maintient la manchette d'étanchéité dans les quatre branches des deux fourches. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif d'étanchéité présente des plis supplémentaires de façon à absorber une variation de longueur axiale d'un arbre au moins. Dans le cas des joints de Cardan dont un des arbres menant bu mené comporte une compensation télescopique de longueur et dont le manchon s'étend jusqu'à proximité d'une fourche, une forme appropriée des plis permet d'assurer simultanément aussi l'étanchéité de cette compensation télescopique de longueur Un remplissage de lubrifiant peut alors alimenter le joint de Cardan et la compensation de longueur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'exem- ples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels: 14445 la figure 1 représente, avec coupe partielle, un joint de Cardan avec un dispositif d'étanchéité; la figure 2 représente une autre forme de réalisation avec un point de fixation sur la face extérieure des fourches; la figure 3 représente un joint de Cardan selon le même principe que celui de la figure 1, le point de fixation pénétrant dans l'alésage des fourches; et la figure 4 est la coupe d'un joint de Cardan. Le joint de Cardan selon figure 1 est essentiellement constitué par les fourches 1 et 2, reliées par un croisillon 3 L'extrémité de la fourche 2 est reliée à une bride 4 servant à la fixation sur un élément de machine, un arbre ou un élément similaire La fourche 1 est reliée à un arbre 5 qui, avec un arbre creux 6, coulisse axiale- ment sur des cannelures 7, les deux arbres étant toutefois solidaires en rotation Le dispositif d'étanchéité 8 recouvre l'ensemble du joint de Cardan et présente un premier point de fixation 9 et un point de guidage 10 Un point de fixation supplémentaire 12 est prévu sur la face extérieure 11 des fourches 1 et 2 Ce point de fixation 12 pénètre par les saillies 13 dans l'alésage 14 des fourhces 1 et 2. Quatre points de fixation 12 au total sont répartis sur la circonfé- rence, car chaque fourche 1, 2 présente deux alésages 14. Le point de guidage 10 comporte un pli supplémentaire 15, de sorte qu'un mouvement axial peut s'effectuer sans difficulté entre l'arbre 5 et l'arbre creux 6, le point de glissement 16 se déplaçant sur la surface extérieure de l'arbre creux et le point de fixation 17 interdisant un échappement Par suite de cette réalisation, le mouve- ment axial est absorbé par le pli 15 et le mouvement angulaire est effectué par les parties intermédiaires 18 et 19 du dispositif d'étan- chéité 8. La figure 2 représente de nouveau un joint de Cardan avec les fourches 1 et 2, le point de fixation supplémentaire 12 s'appliquant sur l'extérieur des fourhces Des nervures 20 sont prévues, qui pré- sentent le contour extérieur des fourches, peuvent ainsi se glisser sur ces dernières et garantissent le point de fixation 12 par une prétension appropriée. 14445 La figure 3 représente un dispositif d'étanchéité 8, de même principe que celui selon figure 1, avec la différence que le pli 15, qui assure la compensation de longueur, est disposé entre l'arbre 5 et l'arbre creux 6, au voisinage de la fixation supplémentaire 12. Ce détail n'affecte toutefois pas le principe du dispositif d'étan- chéité 8 proprement dit Dans cette réalisation aussi, le point de fixation supplémentaire 12-présente des saillies 13 qui s'engagent dans l'alésage 14 des fourches 1 et 2 Un collier de serrage, disposé sur la circonférence au-dessus des points de fixation supplémentaires, peut être prévu comme renforcement supplémentaire. La figure 4 est la coupe d'un-joint de Cardan, dont les fourches 1, 2 et le croisillon 3 sont notamment représentés Le dispositif d'étanchéité 8 recouvre le pourtour du joint complet, de sorte que l'étanchéité est garantie Le croisillon 3 est maintenu par des cous- sinets 21 dans les alésages 14 des fourches 1 et 2 Des paliers lisses ou à roulements peuvent en outre être utilisés-entre les tourillons du croisillon 3 et les coussinets 21 Les anneaux d'arrêt 22 fixent axialement le croisillon 3 et le coussinet 21 Les saillies 13 pren- nent appui sur la face frontale du coussinet 21 et pénètrent dans l'alésage 14 des fourches 1 et 2. La figure 4 représente deux formes de réalisation, les saillies 13 pouvant être réalisées en matériau massif 13 a ou en charbon 13 b. On voit également que les saillies 13 peuvent être du type plein 13 a ou creux 13 b La figure montre également que les saillies 13 sont réalisées dans le même matériau que le dispositif d'étanchéité 8. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. 14445 Revendications 1 Dispositif d'étanchéité qui assure le recouvrement et l'étan- chéité d'un arbre menant et d'un arbre mené d'un joint de Cardan constitué par deux fourches et un croisillon logé dans des alésages des fourches avec le cas échéant interposition de coussinets ou paliers et de corps roulants ou glissants, ledit dispositif étant fixé sur les arbres menant et mené, recouvrant l'ensemble du joint de Cardan et étant caractérisé en ce que le dispositif d'étanchéité ( 8) présente, entre les points de fixation ( 9, 10), une fixation sup- plémentaire ( 12) sur les surfaces extérieures ( 11) des deux fourches ( 1, 2), au voisinage des alésages ( 14). 2 Dispositif d'étanchéité selon revendication 1, caractérisé en ce que la fixation supplémentaire ( 12) est constituée par une saillie ( 13) qui s'engage dans chaque alésage ( 14) et présente un diamètre adapté à celui de ce dernier. 3 Dispositif d'étanchéité selon revendication 1, caractérisé en ce que la fixation supplémentaire ( 12) présente des nervures ( 20) s'appliquant sur le contour extérieur des fourches ( 1, 2) et est main- tenue par prétension du dispositif d'étanchéité ( 8). 4 Dispositif d'étanchéité selon revendication 1, caractérisé par des plis supplémentaires ( 15) qui absorbent une variation de longueur axiale d'un arbre ( 5, 6) au moins.