Brevet FR2517012A1 — publié le 19830527

La présente invention est relative à un dis- positif d'étanchéité, de préférence dans une transmission à variateur continu de vitesse commandée par un fluide sous pression, afin de rendre étanche, sur le trajet de ce fluide, la connexion entre un conduit dans le carter de la transmission et un alésage central, axial dans un arbre monté rotatif dans le carter, par exemple un arbre portant une poulie formée d'une paire de joues, l'espace entre elles étant variable grâce à un système de piston - cylindre et dont le cylindre a une chambre communiquant avec l'alésage de l'arbre; ce dispositif d'étanchéité comprenant un manchon interne s'étendant dans le conduit du carter et-dans l'alésage de l'arbre, et un manchon ex- terne monté rotatif et coulissant sur le manchon interne et s'étendant dans l'alésage de l'arbre. Dans les transmissions modernes à variateur continu de vitesse pour véhicules, o des couples relati- vement élevés peuvent être transmis par une courroie en V (trapézoidale) ou une chaîne entre une paire de poulies, on utilise avantageusement des systèmes hydrauliques pour commander le rapport des vitesses et la force de serrage des joues contre la courroie ou la chaîne Ces joues sont réglées à l'aide d'un cylindre hydraulique monté concen- triquement à leur arbre Le piston dudit cylindre est re- lié à une joue et la chambre du cylindre est alimentée en fluide hydraulique par un trou dans l'arbre. Dans cet agencement, le fluide hydraulique doit p a S S e r d'une partie fixe à une partie rotative, par exemple d'un conduit dans le carter de la transmission au trou dans l'arbre rotatif Cela engendre des problèmes d'étanchéité pour obtenir une connexion étanche entre les différentes parties lorsqu'on a affaire à des pressions de fluide très élevées de l'ordre de 100 bar et de ce fait l'arbre est également soumis à des contraintes de flexion par la force de traction de la courroie ou de la chaîne. L'usinage, avec de très faibles tolérances, du tourillon de l'arbre lui permettant d'être ajusté dans un trou du carter de la transmission tout aussi précisément ajusté, entraîne des coûts de fabrication élevés et n'est pas suffisant pour obtenir une étanchéité fiable Même une très faible flexion de l'arbre entraîne un grippage des pièces, ayant pour résultat une usure importante et donc des fuites Un inconvénient supplémentaire est le fait qu'il est difficile de monter et démonter les pièces sans endommager le fini élevé des surfaces Ce dernier problème peut bien entendu être évité en disposant d'une certaine façon les surfaces rotatives entre elles sur des manchons séparés qui sont insérés dans le conduit du carter et l'alésage de l'arbre, mais cela ne résoud qu'un des problèmes mentionnés ci-dessus. L'invention vise à obtenir un dispositif d'étan- chéité du type décrit dans l'introduction, qui résoud tous les problèmes précités. Ce résultat est obtenu conformément à l'invention, du fait que le manchon externe comporte une partie formant guide qui a un jeu faible contre la paroi de l'alésage de l'arbre et une extension axiale nettement moindre que la longueur du trou axial dudit manchon et dans lequel trou est tourillonné le manchon interne, et des bagues d'étan chéité étant ajustées entre le trou de l'arbre et la partie du manchon externe en contact avec lui, et entre le conduit du carter et la partie du manchon interne se prolongeant dans ledit conduit. En réalisant la surface de contact, ou surface formant guide, du manchon externe contre le trou de l'arbre, beaucoup plus courte que la longueur totale de ce manchon, il résulte d'une certaine déformation en flexion de l'arbre que, les axes de l'arbre et des manchons ne coïncident plus exactement, ce qui signifie que les manchons seront moins affectés par la déformation de l'arbre Le dispositif d'étanchéité selon l'invention agit donc comme une sorte de "trait d'union" entre le carter et l'arbre, les longues surfaces de glissement ou surfaces d'étanchéité des manchons assurant que cette fonction d'étanchéité est maintenue même si l'arbre se déforme. L'étanchéité entre le trou dans le carter et l'alésage de l'arbre respectivement et les surfaces extérieures formant guides des manchons est obtenue avec des bagues toriques dans des rainures de ces surfaces, ce qui signifie, que les surfaces ne nécessitent pas d'être réalisées avec des tolérances étroites ou une haute finition, et que les éraflures ou autres lors du montage et du démontage n'affectent pas la fonction d'étanchéité Les surfaces de glissement des manchons ne sont jamais soumises à des détériorations externes, puisque les manchons, après l'usinage des surfaces de glissement pour obtenir un fini élevé et l'assemblage, peuvent être fixés axialement l'un à l'autre à l'aide de bague de blo- cage, de sorte qu'ils doivent ensuite être manipulés comme un ensemble. L'invention va être décrite plus en détail en se référant à l'exemple montré dans le dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple et dans lequel la Fig Unique représente une coupe d'une transmission comportant un dispositif d'étanchéité suivant l'invention. Sur la Fig 1, la référence 1 désigne le carter de la transmission, dans lequel un arbre 2 est monté rotatif. L'arbre 2 est entraîné par un arbre d'entrée 3 par l'inter- médiaire de pignons 4, 5 et porte une poulie 6 qui entraîne grâce à une courroie en V trapézoïdale ou une chaîne 7, une poulie correspondante sur l'arbre de sortie (non figuré) La poulie 6 comporte deux joues 8 et 9 La joue 8 formant une seule pièce avec l'arbre 2, tandis que la joue 9 est montée déplaçable mais non rotative sur cet arbre. Un ensemble hydraulique piston-cylindre 10 est concentrique à l'arbre 2, et comporte un piston 12 relié à la joue 9 et qui se déplace dans une chambre Il du cylindre Sur la Figure, 13 désigne la connexion à la source de pression qui communique avec la chambre 11 du cylindre, par un conduit 14 et un trou 15 dans le carter 1, 16 désigne dans son ensemble le dispositif d'étanchéité selon l'invention, 17 désigne un alésage central dans l'arbre 2 et 18 des trous radiaux dans ce même arbre 2. L'alésage 17 est fermé par un bouchon d'étanchéité 19. Le dispositif d'étanchéité 16 comprend une paire de manchons 20, 21 montés concentriquement Une extrémité du manchon interne 20 dépasse dans le trou-15 par une partie dont la surface latérale extérieure comporte une gorge périphérique 22 contenant une bague torique 23 qui assure l'étanchéité contre la paroi du trou 15 La surface du manchon 20 est réalisée avec un fini poussé sur sa partie dépassant à l'intérieur du passage 24 du manchon 21 et le passage 24 présente de même un fini poussé correspondant. Les manchons sont également fabriqués avec un ajustage très précis permettant seulement le jeu nécessaire à maintenir un film d'huile lubrifiant entre eux. Le manchon externe 21 est divisé en une partie 25 de plus grand diamètre et en une partie 26 de plus petit diamètre La surface latérale extérieure de la partie 25 forme la surface guide contre la paroi de l'alésage de l'arbre 17 et a une gorge périphérique 27 avec une bague torique 28 qui assure l'étanchéité contre la paroi de l'alésage. Entre la partie 26, qui est plus longue que la partie 25, et la paroi de l'alésage 17, il y a un espace Les man- chons sont rendus solidaires l'un de l'autre axialement à l'aide de bagues de blocage 29, dans des gorges périphériques du manchon interne 20, à chaque extrémité du manchon exté- rieur Le manchon intérieur dans cet exemple a la même section à chaque extrémité, ce qui signifie qu'il n'est pas soumis à des forces axiales et qu'en conséquence les bagues de blocage ne doivent pas être dimensionnées pour absorber une pression axiale quelconque L'ensemble formé des deux manchons est fixé axialement dans l'alésage de l'arbre 17 au moyen d'une bague de blocage 30 dans une gorge de l'alésage Quand la bague de blocage 30 est enlevée les manchons peuvent être retirés ensemble ce qui élimine le risque d'endommager les surfaces de glissement lors du démontage et du remontage. Le dispositif d'étanchéité selon l'invention est conçu pour des transmissions dans lesquelles l'huile du système hydraulique peut aussi être utilisée comme lubri- fiant pour les pièces rotatives de la transmission Cela signifie que la petite quantité d'huile qui fuit entre les manchons, à des fins de lubrification, est renvoyée du côté aspirant de la pompe du système hydraulique. Le dispositif d'étanchéité selon l'invention a été décrit ci-dessus dans son utilisation dans un des arbres de poulie de la transmission, mais l'autre arbre de la transmission (non représenté) est aussi équipé d'un dis- positif d'étanchéité correspondant L'utilisation de ce dispositif d'étanchéité n'est cependant pas limitée à des transmissions du type décrit ci-dessus, mais elle peut aussi être utilisée dans d'autres types de transmissions o une pression élevée et des efforts similaires créent des problèmes identiques d'étanchéité qui peuvent être résolus grâce au dispositif d'étanchéité suivant l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1 Dispositif d'étanchéité, de préférence pour une transmission à variateur continu de vitesse commandée par un fluide sous pression, pour assurer l'étanchéité d'un raccord de fluide sous pressionentre un conduit dans le carter de la transmission et un alésage axial d'un arbre monté rotatif dans le carter, par exemple un arbre portant une poulie formée d'une paire de joues, l'espace entre elles étant variable grâce à un système piston-cylindre qui comporte une chambre communiquant avec l'alésage de l'arbre; ce dispositif d'étanchéité comprenant un manchon interne prolongé dans le conduit du carter et dans l'alésage de l'arbre, et un manchon externe pouvant tourner en coulissant sur le manchon interne et prolongé dans l'alésage de l'arbre, caractérisé par le fait que le manchon externe ( 21) comporte une partie ( 25) formant guide qui a un faible jeu contre la paroi de l'alésage ( 17) de l'arbre et qui a une longueur axiale substantiellement plus petite que la longueur de l'alésage axial ( 24), dans ledit manchon ( 21), alésage dans lequel tourillonne le manchon interne ( 20), et par le fait que des bagues d'étanchéité ( 23, 28) sont disposées entre l'alésage de l'arbre et la partie du manchon externe en contact avec ce dernier, et entre le conduit ( 15) dans le carter et la partie du manchon interne prolongée dans ledit conduit. 2 Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le manchon externe ( 21) est fixé axialement sur le manchon interne ( 20) de manière que les manchons puissent être introduits et retirés d'un seul bloc dans la transmission. 3 Dispositif d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le manchon interne ( 20) dépasse aux deux extrémités du manchon externe ( 21) et a des gorges périphériques avec des bagues de blocage ( 29) à chaque extrémité du manchon externe. 4 Dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications l à 3, caractérisé par le fait que le manchon externe ( 21) a une première partie formant guide dépassant dans l'alésage de l'arbre et une seconde partie ( 26) de diamètre extérieur inférieur à celui de la premiè- re partie, un jeu plus important existant ainsi entre la surface de la deuxième partie et la paroi qui l'entoure de l'alésage de l'arbre qu'entre la partie formant guide et la paroi de l'alésage. 5 Dispositif d'étanchéité selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la seconde partie ( 26) est plus longue que la première partie ( 25). 6 Dispositif d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications i à 5, caractérisé par le fait que les deux extrémités du manchon interne ( 20) ont la même surface en section transversale.