Brevet FR2660030A1 — publié le 19910927

La présente invention se rapporte à un croisil- lon de joint de Cardan possédant des garnitures d'étan- chéité de longue durée appelées garnitures "long life". Les joints de Cardan trouvent utilisation dans de nombreux domaines de la technique, entre autres dans les automobiles, tracteurs, machines agricoles, excava- trices et analogues, et ils servent pour la transmission d'un mouvement Il est facile de comprendre que, dans ces machines, les croisillons de joints de Cardan sont fortement exposés aux effets des corps étrangers tels que, par exemple l'eau, la poussière, le sable, la ter- re, les graviers et les petits cailloux. Il en résulte que la durée de ces croisillons de joints de Cardan qui présentent à leur quatre extrémi- tés des douilles supportées par des roulements de préci- sion, ne possèdent qu'une une durée limitée Après un certain laps de temps, il est donc nécessaire de les rem- placer, ce qui implique fréquemment une intervention mé- canique non négligeable, qui exige le remplacement de la totalité du joint de cardan et qui implique, d'une façon tout à fait indésirable, l'arrêt du véhicule ou de la ma- chine. Le but de l'invention est de proposer un nou- veau croisillon de joint de Cardan équipé de moyens d'étanchéité aptes à améliorer de façon décisive la du- rée du groupe douille-roulement de ce croisillon Ce but est atteint selon l'invention par le fait qu'entre l'ex- trémité libre de la douille et le tourillon du joint, est disposée une garniture d'étanchéité annulaire présen- tant plusieurs lèvres d'étanchéité saillantes et au'à cette garniture, est associée une virole annulaire rigi- de servant au support et au positionnement de la garnitu- re élastique Avec des moyens d'étanchéité de ce genre, il devient possible de réaliser une fermeture étanche de la douille, en évitant les infiltrations indésirable de petites particules, d'eau ou de boue, ainsi que de parti- cules plus grosses comme, par exemple, le sable, les gra- viers ou les petits cailloux. 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 schématiquement un croi- sillon de joint de Cardan avec une douille en partie en coupe; la figure 2 montre en coupe un détail du touril- lon et de la douille, ainsi que des moyens d'étanchéité selon une première forme de réalisation; la figure 3 montre en coupe un détail du touril- lon et de la douille, ainsi que des moyens d'étanchéité selon une deuxième forme de réalisation; et la figure 4 montre en coupe un détail du touril- lon et de la douille, ainsi que des moyens d'étanchéité selon une autre forme de réalisation de l'invention. Ainsi qu'on peut le remarquer sur la figure 1, le croisillon de joint de Cardan désigné dans son ensem- ble par 1 présente des tourillons 2 qui font saillie ra- dialement, et qui portent des douilles 4 avec interposi- tion d'un roulement 3 Les douilles 4 sont réalisées sous la forme d'un godet et l'espace intercalaire entre le tourillon 2 et la douille 4 est fermé à joint étanche à l'aide de moyens d'étanchéité désignés dans leur ensem- ble par T. Les moyens d'étanchéité T représentés sur la fi- gure 2 comprennent une virole annulaire 5, en tôle ou au- tre matière appropriée Une garniture annulaire 6, en ma- tière molle et élastique, par exemple en néoprène, est fixée à la virole 5, par exemple par vulcanisation ou collage La garniture annulaire 6 présente des lèvres 7, 8 et 9 dirigées vers la partie inférieure du tourillon 2 La virole 5 présente en coupe transversale une forme en L qui permet de la fixer dans le logement 10 de la douille 4 par collage ou par emmanchement à force La présence de la virole 5 en tôle, présentant une section en L, garantit, outre l'accouplement rigide avec la douille 4, la fermeture quasi intégrale de la fente qui est formée entre la face interne de la douille 4 et le tourillon 2; en même temps, la garniture élastique 6 supportée avec sécurité et, grâce à la forme et à la ri- gidité de la virole 5, on est certain d'obtenir un posi- tionnement précis et sûr de la garniture 6, ce qui garantit surtout que toutes les lèvres annulaires élasti- ques 7, 8 et 9 seront maintenues dans une position cor- recte et en bon contact avec la partie inférieure du tou- rillon 2. De cette façon, avec les lèvres 7 et 8 en appui contre l'extrémité conique du tourillon 2, ainsi qu'avec la lèvre 9 en appui contre une gorge circonférentielle du tourillon, on obtient un triple joint étanche dynami- que On obtient en outre un joint étanche statique à l'aide de la virole en tôle 5, qui est rigidement accou- plée à la face interne (logement 10) de la douille 4. Les moyens d'étanchéité T représentés sur la fi- gure 3 correspondent essentiellement à la garniture se- lon la figure 2 et on a donc utilisé les mêmes numéros de référence. La différence par rapport aux moyens d'étanchéi- té selon la figure 2 réside dans le fait qu'il est pré- vu, entre l'extrémité inférieure du tourillon 2 et l'ex- trémité inférieure de la douille 4, un autre élément an- nulaire de garniture, désigné par 11 Cette garniture supplémentaire présente elle aussi une forme annulaire à section transversale approximativement en forme de J. Une branche lla est logée dans la partie inférieure du tourillon 2, qui est constituée par une gorge circonfé- rentielle 12, tandis que la branche llb du corps du J forme un joint étanche sur l'extrémité inférieure de la douille 4 Dans ce cas, on évite par la garniture en for- me de J désignée par la référence 11 la pénétration de corps étrangers de grande dimension tels que, par exem- ple, le sable, et les graviers et les petits cailloux, en protégeant ainsi de l'agression de ces corps étran- gers la garniture suivante 6, qui est supportée par la virole en L 5 A l'aide des lèvres 7 et 8 de la garnitu- re 6, on évite l'infiltration d'eau et de particules plus petites telles que la poussière ou la boue Alors qu'avec la garniture 6 et la virole 5, on réalise une étanchéité statique sur la douille 4, on crée avec la garniture supplémentaire Il un joint étanche statique sur le tourillon 2 L'extrémité de la branche llb de la garniture 11 est avantageusement appuyée en permanence contre l'extrémité inférieure de la douille 4, en réali- sant ainsi un joint étanche dynamique. La fonction de la virole métallique 5 ainsi que celle de la garniture à lèvres 6 correspondent sensible- ment à celle de la garniture décrite plus haut et repré- sentée sur la figure 2. Les moyens d'étanchéité T représentés sur la fi- gure 4 comprennent une garniture annulaire 13 en matière souple et élastique présentant une lèvre 13 a qui prend appui contre la paroi interne de la douille 4, et une lè- vre inférieure 13 b, qui prend appui contre le bord annu- laire inférieur de la douille 4 Cette garniture 13 est positionnée par l'intermédiaire de la virole de support 18 ou positionnée sur la partie conique 14 du tourillon 2 En outre, la garniture 13 présente un prolongement 13 c engagé dans la gorge annulaire 15 qui fait suite à la partie conique Le prolongement 13 a délimite un loge- ment 16 qui reçoit une branche 17 d'une virole de sup- port et de positionnement présentant la forme d'un L La branche 19 de la virole 18 présente sur sa face interne un renflement annulaire 20 qui s'engage dans une gorge 21 pratiquée extérieurement dans la partie inférieure de la douille 4 La virole 18 en forme de L est avantageuse- ment réalisée en une matière synthétique rigide-élasti- que A l'aide des deux lèvres 13 a, 13 b, qui s'appuient contre la face interne et contre le côté inférieur de la douille 4, on réalise un joint étanche dynamique tandis qu'on obtient un joint étanche statique par le montage de la garniture 13 sur la partie conique 14 du touril- lon. La branche 17 de la virole rigide-élastique est avantageusement solidaire du prolongement 13 c de la gar- niture 13, en réalisant ainsi un nouveau joint statique. L'engagement à l'encliquetage de la branche 19, 20 dans la gorge annulaire 21 réalise une autre zone de joint étanche. Avec les moyens d'étanchéité qui ont été dé- crits jusqu'à présent, on parvient à réaliser un croisil- lon de joint de Cardan qui, grâce à des joints étanches spatiaux de grande longévité, est protégé contre les in- filtrations d'eau et de particules de corps étrangers qui risqueraient d'endommager les parties tournantes du croisillon de joint de Cardan Les moyens qui ont été dé- crits, outre qu'ils améliorent considérablement l'effet d'étanchéité, sont économiques, fiables et, surtout, ils peuvent être montés de façon automatique, ce qui est d'une extrême importance pour les croisillons de joint de Cardan qui constituent un produit fabriqué en grande série. 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 E V E N D I C A T I O N S 1 Croisillon de joint de Cardan équipé de moyens d'étanchéité, caractérisé en ce qu'entre l'extré- mité libre de la douille ( 4) et le tourillon ( 2) du croi- sillon ( 1) est disposée une garniture d'étanchéité annu- laire élastique ( 6) présentant plusieurs lèvres d'étan- chéité saillantes ( 7, 8, 9) et qu'à cette garniture ( 6), est associée une virole annulaire rigide ( 5) servant au support et au positionnement de la garniture élastique ( 6). 2 Croisillon de joint de Cardan selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la garniture élastique ( 6) est assemblée à la virole annulaire ( 5) par vulcani- sation ou collage. 3 Croisillon de joint de Cardan selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la virole ( 5) présente en section transversale la forme d'un L. 4 Croisillon de joint de Cardan selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la virole ( 5) est as- semblée rigidement au logement ( 10) de la douille ( 4) par collage ou emmanchement à force. Croisillon de joint de Cardan selon la reven- dication 3, caractérisé en ce que, dans la position mon- tée, une branche de la virole ( 5) en forme de L obture la fente entre la face interne de la douille ( 4) et le tourillon ( 2) du croisillon. 6 Croisillon de joint de Cardan selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les lèvres ( 7, 8) de la garniture élastique ( 6) s'appuient contre une surface conique du tourillon ( 2) du croisillon ( 1) et que la lè- vre ( 9) s'appuie contre une gorge circonférentielle du tourillon ( 2). 7 Croisillon de joint de Cardan selon la reven- dication 1, caractérisé en ce qu'entre l'extrémité infé- rieure du tourillon ( 2) et l'extrémité inférieure de la douille ( 4), est prévu un autre élément annulaire de gar- niture ( 11) présentant la forme d'un J. 8 Croisillon de joint de Cardan selon la reven- dication 6, caractérisé en ce qu'une branche (lla) de la garniture ( 11) est solidaire de la partie inférieure du tourillon tandis que la branche (llb) forme un joint étanche sur l'extrémité inférieure de la douille ( 4). 9 Croisillon de joint de Cardan selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que la garniture annulaire ( 13) présente une lèvre ( 13 a) appuyée contre la paroi in- terne de la douille ( 4) et une lèvre ( 13 b) appuyée con- tre le bord annulaire inférieur de la douille, que ladi- te garniture ( 13) est logée sur la partie conique du tou- rillon ( 2) et qu'elle présente un prolongement ou renfle- ment ( 13 c) délimitant un logement ( 16) qui reçoit une branche ( 17) d'une virole ( 18) en forme de L, dont la branche ( 19) présente un renflement ( 20) qui s'engage par encliquetage dans une gorge annulaire ( 21) prévue sur la face externe de la douille ( 4). 10 Croisillon de joint de Cardan selon la re- vendication 8, caractérisé en ce que la virole ( 18) en forme de L est réalisée en une matière rigide élastique.