Brevet FR2619608A1 — publié le 19890224

L'invention se rapporte à un dispositif pour fixer un manchon d'étanchéité, en particulier, formé d'un soufflet plissé ou d'un soufflet roulant, pour rac- corder hermétiquement deux composants d'un joint homoci- nétique, qui sont couplés l'un à l'autre avec possibili- té de décalage angulaire et/ou de translation longitudi- nale l'un par rapport à l'autre, dispositif qui comporte un serrage des régions de collet de fermeture du manchon sur les composants, à l'aide d'organes de fixation tels que des colliers de serrage, viroles ou équivalents. Dans la fixation des soufflets plissés ou des soufflets roulants, il se présente fréquemment le problè- me consistant en ce que la région de collet qu'il s'agit de fixer n'est pas pressée assez fermement par le moyen i5 de fixation, notamment par un collier de tuyau ou par une virole emmanchée avec le manchon. Ce problème se pose en particulier dans le cas des manchons d'étanchéi- té en matière plastique qui, en raison de leur grande ri- gidité de forme, développent de grandes forces de trac- tion sur les régions d'appui en réponse à certaines translations axiales ou à certains mouvements anqulai- res. Ceci peut avoir pour effet que le manchon d'étan- chéité sorte de son logement en réponse à un déplace- ment. Si le soufflet plissé est devenu rigide, en parti- culier lorsqu'il est froid et qu'il est courbé, il peut se produire qu'au moment du démarrage ce soufflet tourne sur au moins l'un des composants du joint, de sorte qu'il se produit également des défauts d'étanchéité. Dans le cas des soufflets plissés en matière plastique, il s'ajoute le fait que, dans la région du serrage, ces soufflets présentent une faible épaisseur de matière et que, en raison de la faible élasticité de la matière, les moindres différences de diamètre condui- sent à des pressions de serrage très variables. Dans ce cas, la plaqe de tolérance peut facilement être dépas- sée, ce qui, dans le cas d'une précontrainte trop fai- 26 1 9608 ble, conduit aux conséquences citées plus haut, tandis que, dans le cas d'une précontrainte trop élevée, ceci peut conduire à endommager la fixation dès le moment du montage. La présente invention se donne pour but de créer un dispcsitif pour fixer un manchon d'étanchéité du genre précité, qui puisse garantir une fixation sire et durable tout en évitant un écrasement excessif de la matière du soufflet dans la direction radiale. La solu- tion de ce problème réside dans un dispositif qui est ca- ractérisé par une région de collet qui est bombée en cou- pe longitudinale à l'état non déformé, qui est à recou- vrement radial avec un élément de fixation et/ou avec l'un des composants et qui, à l'état monté, prend en cou- pe longitudinale une forme aplatie et allongée axiale- ment, et se serre axialement contre des flancs radiaux de l'élément de fixation et/ou du composant, dans les deux sens opposés. Le principe qui est à la base de l'in- vention consiste à allonger axialement par aplatissement la région de collet préformée à une forme convexe en cou- pe longitudinale ou concave circonférentiellement, entre le corps de base et les moyens de fixation, de manière qu'avec ses faces frontales qui peuvent être purement ra- diales ou encore chanfreinées avec une forme conique, cette région se coince axialement dans une gorge annu- laire formée sur le corps de base ou dans un moyen de fixation adapté ou encore contre des flancs opposes de ces deux éléments. Dans ce cas, on peut développer de grandes forces de serrage axiales avec de faibles forces radiales, qui doivent provoquer uniquement une modifica- tion de la forme de base mais non pas un écrasement de la matière. Un avantage consiste en ce que, en supplé- ment, les régions d'étanchéité qui s'étendent axialement jusqu'aux surfaces frontales adjacentes, améliorent enco- re l'effet d'étanchéité avec une précontrainte radiale relativement faible. Dans une forme avantageuse de réalisation, il est prévu une gorge annulaire habituelle dans le corps de base, de sorte que les constructions déjà existantes peuvent être équipées du soufflet plissé selon l'inven- tion. On peut Drévoir ici, en qualité de moyen de fixa- tion, un collier de tuyau habituel, un collier de serra- ge habituel ou un élément équivalent de section purement cylindrique. Les flancs de la gorge peuvent être ouverts vers l'extérieur. Le procédé préféré pour la réalisation de ce ty- pe de liaison consiste à introduire la région de collet dans la gorge puis à disposer extérieurement le collier de serrage sur cette région et à le serrer. Selon une autre forme de réalisation, le moyen de fixation est constitué, par exemple, par une virole en tôle, munie d'un évidement annulaire intérieur tandis que le corps de base est purement cylindrique. Dans ce cas, on introduit la réqion de collet dans la qorge inté- rieure du moyen de fixation et on emmanche ces deux élé- ments axialement conjointement sur le corps de base, de sorte que la précontrainte axiale s'établit de la même façon. On peut obtenir une plus grande modification de longueur et, par conséquent, des forces de précontrainte axiale plus grandes avec une déformation radiale limi- tée, lorsque plusieurs régions convexes en coupe longitu- dinale ou concaves dans la direction circonférentielle se raccordent axialement l'une à l'autre, pour donner des confiqurations en M ou en W présentant des transi- tions de préférence arrondies. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels, la figure 1 représente une région de fixation comportant une gorge annulaire dans le corps de base, se- ion une première forme de réalisation; la figure 2 représente une région de fixation comportant une gorge annulaire dans le corps de base, se- lon une deuxième forme de réalisation; les figures 3a,b représentent une région defixation comportant un corps de base lisse, dans deux positions selon une première forme de réalisation; les figures 4a,b représentent une région de fixation comportant un corps de base lisse, dans deux positions selon une première forme de réalisation; la figure 5 représente une région de fixation comportant une gorge annulaire intérieure ménagée dans une virole; la figure 6 représente une région de fixation comportant une gorge annulaire extérieure formée dans une virole. Sur la figure 1, on a représenté une région de fixation 1 d'un soufflet plissé ou d'un soufflet rou- lant, non représenté en détail, qui présente un segment central 2a bombé vers l'extérieur avec une forme con- vexe, et qui est engagé dans une gorge annulaire 3 d'un corps de base 4. La région de fixation 1 est maintenue par un collier de serrage 5 représenté en traits inter- rompus qui est dessiné dans sa position définitive, sur laquelle on peut voir qu'il y a recouvrement radial par rapport à la fixation dans la configuration non défor- mée. Le resserrage du segment central 2a bombé en coupe longitudinale détermine positivement un allongement et une application sous pression de la région de fixation contre les régions radiales 6a, 7a de la gorge annulaire 3, qui s'ouvrent vers l'extérieur avec une section coni- que, ainsi qu'une précontrainte ou un accrochage de la région de fixation sans écrasement radial correspondant de la matière. La fiqure 2 montre une région de fixation 1 qui correspond essentiellement à celle représentée sur la figure 1, avec la même numérotation. Une différence con- siste dans la configuration du segment central 2b qui, contrairement au segment à confiquration à échelon selon la figure 1, est uniformément arrondie, et dans celle des régions radiales 6b, 7b de la gorge annulaire 3 qui s'étendent perpendiculairement à l'axe. Sur la figure 3, on a représenté une région de fixation 1 comprenant un segment central Ba dont la for- me de section représente sensiblement l'inverse de la ré- gion de fixation selon la représentation de la figure 2, comme on l'a indiqué à qauche à l'état non déformé. Sur le segment central 8a, est engagée une partie d'une viro- le en tôle 9 munie d'une gorge annulaire intérieure 10. Cette gorge présente des surfaces radiales 6c, 7c contre lesquelles la région de fixation est initialement apoli- quée sensiblement sans précontrainte. Lorsqu'on emmanche cet ensemble dans le sens de la flèche sur le corps de base 11 qui est extérieurement de forme cylindrique lis- se, le segment 8a convexe dans la direction circonféren- tielle férence s'aplatit, de sorte qu'il s'exerce des forces de pression plus fortes sur les surfaces radiales 6c, 7c et que la région de fixation est ainsi retenu so- lidement sans subir d'écrasement radial. Sur la figure 4, on a représenté une région de fixation 1 qui présente un segment d'extrémité 13 coudé vers l'intérieur avec une forme concave, et auquel se raccorde un segment central 2c bombe vers l'extérieur qui s'engage dans une gorge annulaire intérieure 10 d'une virole en tôle 9. Lorsqu'on l'emmanche vers la droite sur le corps de base 11 qui est cylindrique et lisse extérieurement, le segment concave 13 s'avlatit et prend appui par son extrémité 12 contre la surface fron- tale 7f tandis que le segment central adjacent 2c s'ap- puie contre le flanc 6d et, ensuite, également contre le flanc 7d de la gorge annulaire. Sur la figure 5, on a représenté une région de fixation 14 encastrée dans une gorge annulaire intérieu- re 10 d'une virole en tôle 9 et qui, en coupe longitudi- nale, présente deux bourrelets extérieurs convexes 15a, b. Ici, le segment central intermédiaire 14 peut être emmanché, à recouvrement par rapport à une virole inté- rieure 11 destinée à être emmanchée axialement, et qui possède un diamètre réduit dans un segment d'entrée 17, et est à recouvrement par rapport à la région de fixa- tion 14, de telle manière que cette dernière puisse s'ap- puyer et se serrer contre les segments radiaux chan- freinés 6e, 7e du corps 9 de la virole. Sur la figure 6, on a représenté un agencement analogue à celui de la figure 5, dans une configuration sensiblement inversée, et dans lequel une virole en tôle 18 présente une gorge annulaire extérieure 3 dans laquel- le s'ajuste un segment central 20 auquel se raccordent deux régions 19a, 19b concaves en coupe lonqitudinale. Lcrsqu'on serre le collier de serrage 5, l'arc du sec- ment central 20 est comprimé radialement, de sorte que la région de fixation s'appuie axialement contre les seg- ments radiaux 6f, 7f de la gorge annulaire 3 par ses ré- gions 19a, 19b. Les viroles en tôle 9 et 18 des figures 5 et 6 sont prévues pour être fixée sur un des composants, non représenté, d'un joint rotatif qui peuvent s'incliner l'un par rapport à l'autre, la fixation s'effectuant, bar exemple, au moyen d'une liaison à vis ou à serrage. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit uniquement à titre d'exemple non li- mitatif, sans sortir du cadre de l'invention. R EVENDI C A T IONS 1 - Dispositif pour fixer un manchon d'étanchéi- té, en particulier formé d'un soufflet plissé ou d'un soufflet roulant, pour raccorder hermétiquement deux com- posants d'un joint homocinétique qui sont couplés l'un à l'autre avec possibilité de décalage angulaire et/ou de translation longitudinale l'un par rapport à l'autre, dispositif qui comporte un serrage d'au moins l'une des régions de collet de fermeture du manchon sur le compo- sant correspondant à l'aide d'organes de fixation tels que des colliers de serrage, viroles ou équivalents, ca- ractérisé par une région de collet (2, 8, 13, 14) qui est bombée en coupe lonqitudinale à l'état non déformé, qui est à recouvrement radial avec un élément de fixa- tion (5, 9, 17) et/ou avec l'un des composants (4, 11) et qui, à l'état monté, prend en coupe longitudinale, une forme aplatie et allongée axialement, et se serre axialement contre des flancs radiaux (6, 7) de l'élément de fixation et/ou du composant dans des sens mutuelle- ment opposés. 2 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la région de collet (2, 20) est bombée avec une forme convexe vers l'extérieur à l'état non dé- formé tandis que, lorsqu'elle est aplatie, elle prend aD- pui axialement contre des flancs radiaux (6, 7) d'une gorge annulaire (3) qui s'ouvre vers l'extérieur. 3 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que, en coupe longitudinale, la région de collet (8, 14) est bombée vers l'intérieur avec une for- me concave tandis que, lorsqu'elle est aplatie, elle s'appuie axialement contre des flancs radiaux (6, 7) d'une gorge annulaire (10) qui s'ouvre vers l'intérieur. 4 - Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que, à l'état non déformé, la région de col- let (13) est concave, avec le bombé vers l'intérieur tan- dis que, à l'état aplati, elle prend appui axialement, par un prolongement (2c) contre un flanc radial (6d) d'une gorge annulaire (10) qui s'ouvre vers l'intérieur et, par son extrémité libre (12) contre une surface fron- tale (7f) d'un élément de fixation (9). - Dispositif selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, en coupe longitudinale, la ré- gion de collet comprend une paire d'ondes (14, 15; 19, ) qui lui donnent la forme d'un M ou d'un W. 6 - Procédé pour fixer un manchon d'étanchéité selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on aplatit la région de collet par rétrécissement ra- dial d'un moyen de fixation annulaire, action dans la- quelle des limitations axiales entrent tout d'abord en action, puis on obtient une précontrainte axiale et ra- diale par un nouveau rétrécissement radial. 7 - Procédé pour fixer un manchon d'étanchéité selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on aplatit la région de collet par emmanchement axial d'un moyen de fixation qui entoure la région de collet et du composant correspondant, action dans laquelle des limitations axiales entrent tout d'abord en action, puis on obtient une précontrainte axiale et radiale par un nouveau rétrécissement.