Brevet FR2550293A1 — publié le 19850208

1. La présente invention est relative aux dispositifs d'étanchéité pour joints homocinétiques de transmission et notamment pour de tels joints tournant à grande vitesse. Ce dispositif est du type comprenant un soufflet en un matériau déformable, relié à ses deux extrémités à deux organes ayant des axes qui peuvent former entre eux un angle variable, ce soufflet comportant à au moins une de ses extrémités un talon serré dans une pièce solidaire de l'organe adjacent, Dans les joints homocinétiques à grande vitesse utilisés actuellement, par exemple les joints à tripode, les soufflets élastiques assurant la retenue du lubrifiant subissent des accélérations centrifuges 15 élevées, principalement dans les zones des plis de grand diamètre, les masses soumises aux forces étant constituées par la paroi du soufflet élastique et par le lubrifiant qu'elle contient La pression résultant de la force centrifuge sur la paroi étant proportion20 nelle au carré de son diamètre, on doit, pour éviter l'éclatement lors de vitesses élevées, minimiser le diamètre extérieur du soufflet au niveau de son raccordement sur l'organe adjacent du joint. Une solution choisie pour tenter de sauvegar25 der l'intégrité du soufflet consiste à prévoir à une extrémité du soufflet un pli axial, pour amener le talon parallèle à l'axe du soufflet, ce talon étant serré dans une gorge annulaire débouchant axialement, obtenue en repliant à 180 l'extrémité d'un capot en 30 tôle, entourant la tulipe dans le cas d'un joint à tripode Le talon est de plus maintenu axialement dans cette gorge au moyen d'une bague de retenue axiale placée à l'arrière de ce talon entre un épaulement du talon et le bord de la tulipe. Un tel agencement offre comme inconvénient majeur d'augmenter très sensiblement l'encombrement axial 2. du joint, ce qui est de nature à interdire certaines applications, telle que celle décrite dans le brevet FR-2 416 811, utilisant deux joints disposés symétriquement en tandem à une très courte distance l'un de l'autre Par ailleurs, la saillie axiale importante du capot par rapport à la tulipe limite le dabattement angulaire possible du joint, l'arbre de transmission venant coincer la paroi du pli axial du soufflet contre le rebord du capot. Le but de cette invention est de proposer un dispositif d'étanchéité qui n'offre pas ces inconvénients, c'est-à-dire qui garantisse une bonne tenue à grande vitesse, avec un encombrement axial faible. Ce résultat est obtenu grace à un dispositif d'étan15 chéité caractérisé en ce que ladite pièce délimite au moins en partie une gorge annulaire débouchant radialement vers l'axe dudit organe adjacent et dans laquelle est reçu le talon, ce dernier constituant l'extrémité libre d'une paroi du soufflet orientée à peu 20 près radialement par rapport à l'axe précité. Suivant d'autres caractéristiques: ladite pièce étant un capot en tôle comportant une jupe de fixation sur l'organe adjacent et un bord replié délimitant la gorge annulaire, ce bord replié fait saillie radialement vers l'extérieur par rapport à la jupe de fixation; le dispositif est complété par un organe annulaire, serré dans ladite pièce le long de sa périphérie externe et qui constitue un organe de retenue 30 axiale pour le joint. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, faite en référence aux dessins annexes, o des numéros de référence identiques désignent les mêmes éléments. 35 Sur les dessins: la Fig 1 est une vue en coupe longitudinale 3. schématique d'un joint à tripode muni d'un dispositif d'étanchéité suivant l'invention; la Fig 2 est une vue en coupe longitudinale, représentant le mode de serrage d'une extrémité d'un soufflet faisant partie du dispositif de la Fig 1; la Fig 3 est une vue analogue à celle de la Fig 2, illustrant la répartition des pressions exercées à la suite de ce serrage dans l'extrémité de soufflet représentée à la Fig 2; la Fig 4 est une vue partielle en bout illustrant la répartition des pressions schématisée à la Fig 4; la Fig 5 est une vue partielle en coupe longitudinale d'une variante de réalisation de la 15 fixation d'un soufflet selon l'invention; la Fig 6 est une vue en coupe longitudinale d'une variante de réalisation de l'invention; et la Fig 7 est une vue en coupe longitudinale d'une autre variante de réalisation de l'invention. Le joint à tripode représenté à la Fig 1 comprend, de façon classique, une tulipe 1 dans laquelle est monté un tripode 2 solidaire de l'extrémité d'un arbre de transmission 3 Un capot en tôle 4 comportant une jupe de fixation 5 entoure cette tulipe 1 et 25 se prolonge axialement vers l'arbre 3 par une partie 6 faisant saillie radialement vers l'intérieur par rapport à la jupe Le capot 4 se termine par un bord replié 7, faisant saillie radialement vers l'extérieur. Ce bord replié a une section transversale en U et comprend deux parois radiales 7 a, 7 b reliées par un fond 7 c Ce bord replié 7 délimite une gorge annulaire 8 débouchant radialement vers l'axe de la tulipe 1. Un soufflet 9 en un matériau déformable, par exemple en élastomère, comportant un premier et un 35 deuxième plis radiaux 10 et 11, respectivement, est fixé sur l'arbre de transmission 3 d'une manière classique par son goulot 12,à une de ses extrémités A son autre extrémité, ce soufflet 9 comporte un talon 13 s'insérant dans le bord replié 7. La Fig 2 montre le bord replié 7 du capot 4 et le talon 13 du soufflet 9 prêts à être assemblés par serrage Une pièce de serrage 14 se déplaçant axialement selon la flèche F et associée à une pièce de butée 15 fixe permet de refermer la deuxième paroi 76 du bord replié 7 sur le talon 13, de manière à obtenir l'état final illustré à la Fig 3 On peut également inverser les rôles des pièces 14 et 15. Comme on le voit sur la Fig 3,la deuxième paroi 7 b du bord replié 7 exerce une pression éner15 gique sur l'épaisseur du talon 13 qui se trouve ainsi plaqué radialement contre le fond 7 c du bord replié 7, assurant une fiabilité totale à la fixation,sans nécessiter une pièce de retenue radiale du talon 13. En effet,comme on le voit plus en détail sur la Fig. 20 4,la force exercée par la paroi 7 b crée dans l'élastomère incompressible une compression tangentielle qui plaque le talon 13 contre le fond 7 c, interdisant à ce talon de s'échapper radialement vers l'intérieur Il est important de noter que pour obtenir un tel effet 25 de pression hydrostatique,l'épaisseur ou dimension axiale du talon 13,en place comme à la Fig 3,doit être inféúieureou égale à la moitié de sa hauteur (ou dimension radiale) Grâce à cette disposition radiale du talon 13,la longueur 1 (Fig 1) du surplomb 30 du capot 4 relativement à la tulipe 1 se trouve réduite par rapport aux solutions connues jusqu'à présent. Il est également possible d'effectuer sur la paroi 7 b un pincement plus accentué,comme on le voit 35 ur la Fig 5,dans laquelle cette paroi 7 bforme avec sur la Fig 5,dans laquelle cette paroi 7 bforme avec la première paroi 7 a un angle de pincement,de manière à renforcer la fixation du talon 13 dans la gorge 8. Dans le mode de réalisation représenté sur la Fig 6,il est prévu des moyens de retenue axiale à l'extension pour le joint A cette fin,le bord replié 7 comporte à son extrémité libre un bec 7 d rabattu par exemple par moletage sur un disque 16 comportant le long de sa périphérie interne un épaulement 10 17 adapté pour autoriser un débattement angulaire suffisant pour l'arbre 3 Le talon 13 du soufflet 9 est enserré entre la première paroi du bord replié et le bord radialement extérieur 18 du disque 16,grâce au bec 7 d du bord replié 7 En outre,une butée en ma15 tière plastique 19,montée coulissante sur l'arbre 3 vient porter par sa surface sphérique 20 contre l'épaulement 17 du disque 16,par l'intermédiaire de la paroi d'extrémité 21 du soufflet 9,lorsque le tripode 2 arrivé en extension axiale maximale entre en contact 20 avec la collerette 22 de la butée 19 La retenue axiale est ainsi assurée en bénéficiant de'l'effet amortisseur dû à l'élasticité du soufflet. Sur la Fig 7 est représentée une variante de réalisation d'un dispositif d'étanchéité selon l'in25 vention qui comporte un soufflet double 23 symétrique par rapport à un plan P perpendiculaire à l'axe X-X du soufflet Le soufflet double est dérivé de celui représenté à la Fig 6 et comporte notamment deux talons 13 a,13 b et des parois d'extrémité radiales 21 a, 30 21 b Cette variante assure ainsi un encombrement axial global minimal du joint. On peut également,suivant un autre mode de réalisation non représenté,prévoir que la pièce enserrant le talon du soufflet ne soit pas continue 35 sur toute la périphérie de ce talon. sur toute la périphérie de ce talon. Conformément aux objectifs recherchés,le dispositif selon l'invention offre une tenue améliorée à la force centrifuge,même à vitesse de rotation élevée,tout en étant d'un encombrement axial faible et en autorisant, si nècessaire,un débattement angulaire important du joint. De plus,que ce soit dans le cas du soufflet simple ou du soufflet double, l'invention facilite le moulage du soufflet lors de sa fabrication,car seul un moule à dépouille radiale est nécessaire,sans qu'on soit obligé de 10 prévoir un moule à contre dépouille comme c'est le cas lorsque le soufflet comporte des parties axiales. L'assemblage de tels soufflets est également aisé et fiable,car il ne nécessite qu'un outillage simple, tel que celui décrit à la Fig 2. 7. REVENDICATIONS 1 Dispositif d'étanchéité, notamment pour joint de transmission, comprenant un soufflet ( 9; 23) en un matériau déformable, relié à ses deux extrémités à deux organes ( 3; 1,4) ayant des axes qui peuvent former entre eux un angle variable, ce soufflet comportant à au moins une de ses extrémités un talon ( 13) serré dans une pièce solidaire de l'organe adjacent, caractérisé en ce que ladite pièce ( 4) délimite au moins en partie une gorge annulaire ( 8) débouchant 10 radialement vers l'axe dudit organe adjacent ( 1) et dans laquelle est reçu le talon ( 13), ce dernier constituant l'extrémité libre d'une paroi ( 21) du soufflet ( 9) orientée à peu près radialement par rapport à l'axe précité. 2 Dispositif selon la revendication 1, dans lequel ladite pièce est un capot ( 4) en tôle comportant une jupe ( 5) de fixation sur l'organe adjacent ( 1) et un bord replié ( 7) délimitant la gorge annulaire ( 8), caractérisé en ce que ce bord replié ( 7) fait saillie radialement vers l'extérieur par rapport à la jupe ( 5) de fixation. 3 Dispositif selon la revendication 2,caractérisé en ce qu'entre la jupe ( 5) de fixation et le bord replié ( 7), le capot ( 4) délimite une partie ( 6) 25 faisant saillie radialement vers l'intérieur par rapport à la jupe ( 5). 4 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bord replié ( 7) délimitant la gorge ( 8) a une section en U dont les deux branches 30 orientées radialement ( 7 a, 7 b; 7 a, 18) sont à peu près parallèles. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bord replié ( 7) délimitant la gorge ( 8) a une section en U dont les deux branches orientées radialement ( 7 a, 7 b; 7 a, 18) sont resserrées à leurs extrémités. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,caractérisé en ce qu'il est complété par un organe annulaire ( 16),serré dans ladite pièce ( 4) le long de sa périphérie externe et qui cons5 titue un organe de retenue axiale pour le joint. 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6,caractérisé en ce que la dimension axiale du talon ( 13) en place dans la gorge annulaire ( 8) est inférieure ou égale à la moitié de sa dimen10 sion radiale.