Brevet FR2687753A1 — publié le 19930827

L'invention concerne un soufflet en un matériau élastique, comportant une première collerette d'un diamètre notamment supérieur et une seconde collerette d'un diamètre notamment inférieur, les collerettes étant destinées à la fixation sur des pièces de rotation tournant ensemble avec possibilité de débattement angulaire et/ou de coulissement axial de l'une par rapport à l'autre Un tel soufflet est particulièrement adapté à assurer l'étanchéité de joints dits homocinétiques, la collerette la plus grande étant en règle générale fixée sur une partie de joint extérieure, et la collerette plus petite étant en règle générale fixée sur un arbre de liaison emmanché dans une partie de joint intérieure Les soufflets sont très sensibles aux mouvements de translation circulaire entre les différents plis individuels, ou bien entre des parties de la paroi du soufflet et des pièces fixes. Dans le cas de soufflets, plus particulièrement de grande longueur, peuvent apparaître en fonctionnement, en raison de forces centrifuges, des déformations qui diffèrent d'une déformation supposée statique, en engendrant de ce fait en plus des phénomènes de balourd et des mouvements de translation circulaire du type de ceux cités. A partir de là, le but de l'invention consiste à fournir un soufflet du type de celui mentionné en introduction, permettant d'absorber des forces centrifuges en fonctionnement, sans risques de détérioration et d'usure. Ce but est atteint grâce à la solution suivante, caractérisée par un tronçon de guidage qui est situé entre au moins un ou plusieurs premiers plis librement déformables et mobiles, et au moins un ou plusieurs seconds plis librement déformables et mobiles, et qui est maintenu avec possibilité de débattement angulaire, sur un corps de guidage solidaire de l'une des pièces de rotation, le corps de guidage étant délimité ou circonscrit extérieurement par une surface en forme de partie de sphère Un tel soufflet conforme à l'invention, est d'une certaine manière "centrée" par le tronçon de guidage agencé en particulier de manière sensiblement centrale, de sorte que l'on évite un contact incontrôlé des côtés intérieurs des fonds de plis avec les pièces de rotation Pour une position de flexion des pièces de rotation l'une par rapport à l'autre, le soufflet peut suivre une ligne de flexion naturelle sensiblement en forme de "S" par rapport à son axe longitudinal, le contact entre les surfaces extérieures de plis entre-eux étant évité même pour de grands angles de débattement Ainsi, conformément à l'invention, on évite également des déformations du soufflet plus importantes, qui sont à mettre à l'actif de forces centrifuges agissant sur le soufflet Cela est particulièrement avantageux pour des soufflets en un matériau rigide, qui peuvent ainsi être réalisés selon des longueurs plus grandes en vue de couvrir de plus grands angles de flexion et de plus grandes courses de coulissement, sans qu'apparaisse un quelconque danger en raison des forces centrifuges s'établissant en cours de fonctionnement Selon une configuration préférée, le tronçon de guidage est réalisé de manière à présenter une possibilité de débattement angulaire d'au moins 15 ' par rapport au corps de guidage cité Comme le corps de guidage présente pour sa part, de préférence, une forme sphérique extérieure, cela signifie que le tronçon de guidage présente selon un premier mode de réalisation préféré, une forme de partie de sphère, l'étendue axiale de cette partie de sphère étant plus faible que celle correspondante du corps de guidage Selon une second mode de réalisation préféré, le tronçon de guidage est cylindrique et peut donc subir sans aucun problème un débattement angulaire par rapport au corps de guidage. Le corps de guidage peut être monté axialement fixe sur l'une des pièces de rotation, notamment sur l'arbre emmanché cité précédemment, et peut par exemple y être formé d'un seul tenant Toutefois, selon une configuration plus avantageuse, il est guidé de manière à pouvoir coulisser axialement sur cette pièce de rotation, c'est à dire plus spécialement l'arbre emmanché, de sorte que le soufflet, lors de la flexion, peut d'autant plus naturellement se déformer librement, tout en présentant une sollicitation uniforme des différents plis individuels. En vue de réduire le frottement responsable d'usure, entre le tronçon de guidage du soufflet et le corps de guidage, notamment l'un des deux peut différer d'une forme sphérique exacte, de sorte qu'il se forme entre les deux un interstice annulaire présentant, en coupe longitudinale, une forme de croissant, et s'étendant entre des zones de contact de forme annulaire, aux deux extrémités du tronçon de guidage, par rapport au corps de guidage Cela permet également d'empêcher un coincement Le remplissage de graisse prévu de toute façon peut ici avoir une action de réduction du frottement En vue de réduire ou d'éliminer le frottement de glissement entre le tronçon de guidage du soufflet et le corps de guidage, sur la surface extérieure du corps de guidage peut être guidé, avec possibilité de débattement angulaire, un coussinet de guidage qui est entraîné par complémentarité de forme ou par adhérence, par la paroi intérieure du tronçon de guidage du soufflet, de sorte que le frottement de glissement ne s'exerce qu'entre le corps de guidage et ce coussinet de guidage D'autres modes de réalisation pour ces possibilités de montage sont à la portée de l'homme de métier. Des exemples de réalisation préférés de l'invention vont être explicités plus en détail au regard des dessins annexés, qui montrent: Fig 1 un soufflet conforme à l'invention, monté sur un joint homocinétique en position d'orientation coaxiale de l'axe d'entraînement selon un premier mode de réalisation; Fig la un soufflet selon la figure 1, l'axe d'entraînement étant en position de débattement angulaire par rapport au joint homocinétique; Fig 2 Fig 3 un soufflet conforme à l'invention, monté sur un joint homocinétique en position d'orientation coaxiale de l'axe d'entraînement selon un second mode de réalisation; un soufflet conforme à l'invention, monté sur un joint homocinétique en position d'orientation coaxiale de l'axe d'entraînement selon un troisième mode de réalisation. Sur les figures qui, dans un premier temps, vont tout d'abord être décrites en commun, les pièces identiques sont désignées par des repères identiques. Sont représentés dans chacun des cas, un soufflet 1 conforme à l'invention, comportant une première collerette 2 plus grande et une seconde collerette 3 plus petite, le soufflet englobant un premier groupe 4 de quatre plis entiers et un second groupe 5 de deux plis entiers, entre-lesquels se trouve un tronçon de guidage 6, 6 a, 6 b La première collerette 2 est reliée indirectement, par l'intermédiaire d'un capuchon en tôle 7, à la partie de joint extérieure 9 d'un joint homocinétique 8 faisant apparaître par ailleurs, une partie de joint intérieure 10, des billes 11 assurant la transmission du couple, et une cage 12 maintenant les billes dans un plan La collerette 2 est fixée sur le capuchon en tôle 7, au moyen d'un collier de serrage 13. Dans la partie de joint intérieure 10 du joint homocinétique 8, est emmanché un arbre d'entraînement 14 qui y est lié axialement au moyen d'une bague d'arrêt Sur un épaulement 16 de l'arbre d'entraînement 14, est fixée la seconde collerette 3 du soufflet 1, au moyen d'un collier de serrage 17 Le tronçon de guidage 6 a, 6 b est maintenu, avec une possibilité de débattement angulaire d'au moins 15 ', sur le corps de guidage 18 qui présente sensiblement une forme extérieure sphérique, et peut coulisser axialement, par l'intermédiaire d'un alésage intérieur 19, sur un tronçon de guidage 20 de l'arbre d'entraînement 14. Selon chacune des figures 1 et la, un tronçon de guidage 6 a présentant sensiblement une forme de partie de sphère est réalisé sur le soufflet Le contact direct entre le tronçon de guidage 6 a et le corps de guidage 18 a lieu au niveau de deux zones de contact 21, 22 de forme annulaire, entre lesquelles s'étend un interstice annulaire 23 présentant une forme de croissant en coupe longitudinale, et susceptible d'être rempli d'un lubrifiant. Selon la figure 2, un tronçon de guidage 6 b de forme cylindrique est réalisé sur le soufflet Le contact direct entre le tronçon de guidage 6 b et le corps de guidage 18 a lieu en une zone de contact 24 de forme annulaire. Selon la figure 3, un tronçon de guidage 6 b également cylindrique est réalisé sur le soufflet Entre le tronçon de guidage 6 b et le corps de guidage 18 est agencé un coussinet de guidage 25, qui est entraîné par complémentarité de forme par le tronçon de guidage 6 b et glisse sur le corps de guidage 18 avec possibilité de débattement angulaire par rapport à celui-ci Il est évident que le tronçon de guidage 6 sur le soufflet, et le coussinet de guidage sur son côté extérieur, peuvent également présenter d'autres formes adaptées entre- elles, sans que cela entrave la fonction Le coussinet de guidage 25 peut, pour des raisons de montage, être élastique et fendu sur la périphérie, ou bien être réalisé en deux parties en étant divisé dans la direction longitudinale ou dans la direction transversale. Sur les figures 1, 2 et 3, l'arbre et la partie de joint extérieure sont représentés dans une position coaxiale l'un par rapport à l'autre, les repères A, B, C et D désignant respectivement les points d'intersection des plans suivants avec l'axe de l'arbre d'entraînement 14: A: plan passant par le centre des billes, en position étendue, B: plan passant par le bord droit du collier de serrage 13, en position étendue, C: plan passant par le centre du corps de guidage 18, D: plan passant par le bord gauche du collier de serrage 17, en position étendue. Le repère a, désigne la distance axiale entre B et C, et b 1 la distance axiale entre C et D. Sur la figure la, le joint de transmission n'a pas été représenté; l'axe Z 1 de la partie de joint extérieure forme un angle considérable avec l'axe Z 2 de la partie de joint intérieure, à savoir l'arbre d'entraînement 14 En conséquence, le soufflet s'est déformé de manière telle que sa ligne centrale M présente une forme de "S", celle-ci étant déterminée par le guidage du tronçon de guidage 6 a sur le corps de guidage 18 Le repère M' représente en trait interrompu, une ligne centrale du soufflet qui s'établirait sous l'effet des forces centrifuges et conduirait à des frottements indésirables des plis intérieurs sur l'arbre d'entraînement Suite à la déformation du soufflet, le corps de guidage 18 s'est déplacé, avec son centre C, entre les points B et D représentés de manière inchangée, d'une manière telle que la distance a 2 a diminué par rapport à la distance initiale a,, et que la distance b 2 a augmenté par rapport à la distance initiale b 1. REVENDICATIONS. 1 Soufflet ( 1) en un matériau élastique, comportant une première collerette ( 2) d'un diamètre notamment supérieur et une seconde collerette ( 3) d'un diamètre notamment inférieur, les collerettes ( 2, 3) étant destinées à la fixation sur des pièces de rotation tournant ensemble avec possibilité de débattement angulaire et/ou de coulissement axial de l'une par rapport à l'autre, caractérisé par un tronçon de guidage ( 6) qui est situé entre au moins un ou plusieurs premiers plis ( 4) librement déformables et mobiles, et au moins un ou plusieurs seconds plis ( 5) librement déformables et mobiles, et qui est maintenu avec possibilité de débattement angulaire, sur un corps de guidage ( 18) solidaire de l'une des pièces de rotation, le corps de guidage ( 18) étant délimité ou circonscrit extérieurement par une surface en forme de partie de sphère. 2 Soufflet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tronçon de guidage ( 6) est maintenu sur le corps de guidage ( 18) avec une possibilité de débattement angulaire d'au moins 150. 3 Soufflet selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps de guidage ( 18) est disposé de manière axialement fixe sur l'une des pièces de rotation, et est notamment formé d'un seul tenant sur celle-ci. 4 Soufflet selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps de guidage ( 18) est disposé sur l'une des pièces de rotation en étant susceptible d'y coulisser axialement. Soufflet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de guidage ( 18) est sphérique extérieur. 6 Soufflet selon l'une des revendications 1 à , caractérisé en ce que le tronçon de guidage ( 6 a) présente sensiblement une forme de partie de sphère. 7 Soufflet selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'entre le tronçon de guidage ( 6 a) et le corps de guidage ( 18) est prévu un interstice annulaire ( 23) présentant, en coupe longitudinale, une forme de croissant, et s'étendant entre des zones de contact ( 21, 22) de forme annulaire, aux deux extrémités du tronçon de guidage ( 6 a), par rapport au corps de guidage ( 18). 8 Soufflet selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tronçon de guidage ( 6 b) est cylindrique. 9 Soufflet selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que sur la surface extérieure du corps de guidage ( 18) est guidé, avec possibilité de débattement angulaire, un coussinet de guidage ( 25) qui est entraîné par complémentarité de forme ou par adhérence, par la paroi intérieure du tronçon de guidage ( 6 a, 6 b).