Brevet FR2709521A1 — publié le 19950310

L'invention se rapporte à un soufflet pour l'étanchement d'un joint homocinétique constitué par une partie extérieure de joint et par une partie inté- rieure de joint reliée à un arbre, comportant deux régions de collet de diamètres différents et une région de pliage flexible agencée entre les deux régions de collet. On connaît un soufflet comportant une courbure située radialement à l'extérieur et une courbure située radialement à l'intérieur, dans lequel les deux courbures sont dirigées en sens opposés (US-A 5 027 665). Cependant, dans le soufflet décrit, les régions voisines de la partie courbée sont réalisées de facçon très rigide. De plus, les parties courbées réalisées en sens opposés présentent déjà dans la position étirée du joint une distance radiale si faible l'une par rapport à l'autre qu'il peut y avoir un contact entre les deux, ce qui fait que le soufflet est détruit en peu de temps à cause de la friction permanente. Le document DE-B-1 600 429 présente un soufflet qui, selon la figure 2, est constitué par un élément d'écartement 21 et par des parties appelées parties de membrane 17 et 20. Cette forme de réalisation a pour inconvénient que les parties de membrane présentent un comportement relativement rigide lors des flexions du joint. Il en résulte que les éléments d'écartement subissent des défor- mations importantes. L'objectif sous-jacent à l'invention consiste à réaliser un soufflet pour l'étanchement d'un joint homocinétique, qui permet, avec une longueur d'insertion courte, des angles de pliage importants du joint et qui se caractérise par un faible volume intérieur enfermé. Conformément à l'invention, l'objectif est atteint par le fait que la région de pliage du soufflet est pourvue au moins d'une région de membrane, que la région de membrane est formée en section transversale par une courbure située radialement à l'extérieur et par une courbure située radialement à l'intérieur présentant un rayon de courbure supérieur à celui de la courbure située radialement à l'extérieur, que la région de membrane, vue de l'extérieur, est convexe et est liée à une région de pli concave, dirigée vers le plus petit diamètre du soufflet par l'intermédiaire d'une région de charnière caractérisée par un petit rayon de courbure, que, lorsque le soufflet est comprimé axialement, la région de membrane est déformable de sa position de production en direction de la région de collet présentant le grand diamètre du soufflet, la forme de la région de pli n'étant pas sensiblement influencée, et que, dans le cas d'une flexion du soufflet, la région de pli alors déformée est appliquée contre la région de membrane en étant courbée de manière sensiblement uniforme. Dans le soufflet conforme à l'invention, il est avantageux qu'au moins un des rayons de courbure formant la membrane soit très grand, ce qui autorise des angles de pliage importants, que la région de membrane absorbe les modifications de longueur axiale et que la région de pli vienne en application lors des flexions. Par le fait que la courbure située radialement à l'intérieur présente un rayon de courbure supérieur à celui de la courbure située radialement à l'extérieur, il résulte une répartition avantageuse des contraintes. Dans la région de la courbure supérieure située à l'intérieur, des contraintes de traction apparaissent lors du déplacement axial vers le joint, et dans la région de la courbure située radialement à l'extérieur, pourvue du rayon inférieur, des contraintes de compression apparaissent en correspondance. Grâce à ceci, la stabilité de forme est maintenue. Un autre avantage du soufflet conforme à l'invention réside dans la capacité, en particulier dans le cas de joints coulissants, de maintenir constant le volume enfermé, à l'intérieur de certaines limites. De plus, le soufflet revendiqué se caractérise par un faible poids, et on peut le fabriquer tant par soufflage que par moulage par injection. Le fait que, lors des flexions, les régions de membrane et de pli qui sont tournées vers la flexion viennent en application suivant une surface importante, ce qui conduit à de faibles pressions superficielles, constitue un autre avantage. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, il est prévu qu'une modification de la longueur axiale du soufflet soit absorbée par une modifi- cation des rayons de courbure des courbures extérieure et intérieure de la région de membrane. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, on prévoit qu'après le montage le soufflet est amené à passer d'une première forme de départ résultant de la fabrication à une seconde forme qui réduit la longueur axiale du soufflet et qui est déterminée par la position d'installation, et que les rayons des courbures de la seconde forme sont inférieurs à ceux de la première forme de départ. Grâce à ceci, on confere au soufflet dans la région de la membrane ce que l'on appelle un "effet de mémoire", en le faisant passer dans la position axiale- ment étirée en sa forme de départ exempte de contraintes. Selon un autre aspect avantageux de l'invention, on prévoit que, dans une première forme de départ résultant de la fabrication, la tangente dans la région de transition des deux courbures présente un angle de 90 avec l'axe du joint. Cette réalisation présuppose un déplacement axial a relativement important dirigé vers l'intérieur lors du passage des membranes de la forme de départ à la seconde forme déterminée par la position d'installation du soufflet. "L'effet de mémoire" est en correspondance particulièrement important dans cette réalisation. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on prévoit pour la première forme de départ résultant de la fabrication que la tangente dans la région de transition des deux rayons de courbure présente un angle inférieur à 90 avec l'axe du joint. Cette réalisation présente l'avantage de ne nécessiter aucune course de déplacement, ou uniquement une course de déplacement relativement faible, lors du passage de la région de membrane du soufflet, de la forme de départ à la forme large résultant du montage. Dans une autre réalisation de l'invention, on prévoit entre deux régions de membrane axialement successives une région de pli pourvue d'une région de charnière réalisée sous la forme d'un S et orientée vers la membrane située respec- tivement radialement plus à l'extérieur. Cette réalisation est avantageuse dans la mesure o la région en forme de S présente un effet de charnière et empêche un écrasement du soufflet lorsque celui-ci est comprimé. Selon un autre aspect de l'invention, on prévoit au moins un pli axiale- ment avant la membrane. Ici, le pli peut être orienté aussi bien vers le collet présentant le diamètre plus grand que vers le collet présentant le diamètre plus petit. Dans cette solution, les fonctions du soufflet sont divisées dans la mesure o la flexion est reprise par la membrane dans la région de pli et la modification de longueur axiale est reprise par un ou plusieurs plis. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, on prévoit qu'en partant du collet pourvu du diamètre supérieur au moins une région partielle de la membrane qui se raccorde à celui-ci soit renforcée par une couche de tissu. Cette réalisation est avantageuse en particulier pour des soufflets sur des joints en rotation rapide. Etant donné que les joints sont remplis de graisse et que la graisse se dépose principalement dans la partie du soufflet orientée vers le joint qui présente le diamètre supérieur, des forces centrifuges très importantes s'établissent à cet endroit. L'invention sera expliquée plus en détail dans ce qui suit en se reportant aux exemples de réalisation illustrés dans les dessins. Les figures montrent: figure 1: une demi-coupe longitudinale à travers un soufflet compor- tant deux membranes successives dans la position de production, figure la: le soufflet selon la figure 1 dans la position d'installation, figure 2: une représentation de principe de la forme de départ et de la transition de la membrane à la seconde forme déterminée par la position d'instal- lation, la tangente dans la région de transition des deux rayons de courbure pour la forme de départ présentant un angle de 90 avec l'axe du joint, figure 3: une illustration du principe de la membrane pour laquelle l'angle de la tangente dans la région de transition des deux rayons de courbure entre la courbure située à l'extérieur et la courbure située à l'intérieur est de 0 à 90', figure 4: le soufflet comportant cinq membranes axialement succes- sives, figure 5: une membrane comportant plusieurs (quatre) plis agencés en décalage axial par rapport à la membrane, et figure 6: un soufflet selon l'invention dans le cas d'une position en flexion de 30'. Le soufflet 1 illustré à la figure 1 est constitué par deux régions de membrane 4 axialement successives. Pour sa fixation, le soufflet 1 est pourvu d'un collet 5 d'un diamètre supérieur, qui est agencé sur la partie de joint extérieure non illustrée, et d'un collet 3 d'un diamètre inférieur qui sert à la fixation sur l'arbre 2. Dans la figure 1, on voit que la courbure 7 située radialement à l'extérieur présente un rayon sensiblement plus petit que la courbure 8 située radialement à l'intérieur. La raison en est que, pour un déplacement axial du soufflet 1, la courbure située radialement à l'extérieur est, contrairement à la courbure située à l'intérieur, sollicitée par des contraintes de compression, et dans la région située radialement à l'extérieur il pourrait autrement facilement se produire des déformations irrégulières en raison de ces contraintes de compression. Entre la région de membrane 4 et la région de pli 6, il est prévu d'une région de charnière 6a qui favorise le comportement de déroulement lors d'un déplacement axial. La figure la montre le soufflet selon la figure 1 dans la position d'installation dans laquelle le soufflet 1 a subi un raccourcissement de sa longueur axiale. La figure 2 montre une illustration de principe de la région de membrane du soufflet 1, o le tracé courbe situé à droite dans la figure illustre la première forme de départ qui est ensuite transformée en la seconde forme située à gauche déterminée par la position d'installation. La tangente 11 dans la région de transition entre la courbure 7 située radialement à l'extérieur et la courbure 8 située radialement à l'intérieur présente dans la forme de départ un angle de 90' avec l'axe du joint. Le déplacement pour la transition de la région de la membrane 4 du soufflet 1 depuis la première forme de départ jusqu'à la seconde forme déterminée par la position d'installation présuppose un déplacement a relativement grand. L'avantage de cette réalisation est que, lors d'un déplacement axial dirigé vers l'extérieur, vu depuis le joint, des courses de déplacement relativement importantes sont possibles sans que les régions de membrane 4 soient exposées à des sollicitations excessives. La figure 3 montre une illustration de principe pour un soufflet 1, dans lequel, dans la forme de départ, la tangente 11 dans la région de pli 6 entre la courbure 7 située radialement à l'extérieur et la courbure 8 située radialement à l'intérieur présente un angle de 0 à 90 avec l'axe du joint. Ici, la transition de la région de membrane 4 depuis la première forme de départ jusqu'à la seconde forme déterminée par la position d'installation ne nécessite qu'un faible déplacement axial. La figure 4 montre un soufflet 1 qui se compose de cinq régions de membrane 4 axialement successives, les régions de membrane 4 présentant des diamètres qui augmentent constamment en direction du joint. A chacune des cinq régions de membrane 4 successives est reliée une région de pli 6 par une région de charnière 6a en forme de S. La figure 5 montre un soufflet 1 dans lequel on associe axialement à une région de membrane 4 agencée du côté du joint plusieurs plis 9 qui entourent l'arbre 2. On prévoit entre la région de membrane 4 et les plis 9 une région de soutien 10 qui s'appuie sur l'arbre et qui assure des fonctions de guidage aussi bien pour la membrane 4 que pour les plis 9, et qui est utilisée de préférence pour des joints en rotation rapide avec des forces centrifuges élevées. En même temps, la région de soutien 10 divise le soufflet en une région de pliage associée à la membrane 4 et en une région de déplacement axial associée aux plis 9. La figure 6 représente un soufflet 1 selon l'invention qui présente une flexion d'environ 30'. On voit sur la figure 6 qu'en cas de flexion les régions de pli 6 viennent s'appliquer suivant une surface importante contre les régions de membrane 4 du fait de la courbure qui apparaît alors à leur niveau. On peut utiliser en tant que matériau pour le soufflet 1 conforme à l'invention tant des matières thermoplastiques que du caoutchouc. REVENDICATIONS 1 - Soufflet pour l'étanchement d'un joint homocinétique constitué par une partie extérieure de joint et par une partie intérieure de joint reliée à un arbre, comportant deux régions de collet de diamètres différents et une région de pliage flexible agencée entre les deux régions de collet, caractérisé en ce que la région de pliage du soufflet (1) est pourvue au moins d'une région de membrane (4), en ce que la région de membrane (4) est formée en section transversale par une courbure (7) située radialement à l'extérieur et par une courbure (8) située radialement à l'intérieur présentant un rayon de courbure supérieur à celui de la courbure (7) située radialement à l'extérieur, en ce que la région de membrane (4), vue de l'extérieur, est convexe et est liée à une région de pli (6) concave, dirigée vers le plus petit diamètre du soufflet (1), par l'intermédiaire d'une région de charnière (6a) caractérisée par un petit rayon de courbure, en ce que, lorsque le soufflet (1) est comprimé axialement, la région de membrane (4) est déformable de sa position de production en direction de la région de collet (5) présentant le grand diamètre du soufflet (1), la forme de la région de pli (6) n'étant pas sensiblement influencée, et en ce que, dans le cas d'une flexion du soufflet (1), la région de pli (6) alors déformée est appliquée contre la région de membrane (4) en étant courbée de manière sensiblement uniforme. 2- Soufflet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une modification de la longueur axiale du soufflet (1) est absorbée par une modifica- tion des rayons de courbure des courbures extérieure et intérieure (7, 8) de la région de membrane (4). 3 - Soufflet selon la revendication 1, caractérisé en ce que, après le montage, le soufflet (1) est amené à passer d'une première forme de départ résultant de la fabrication à une seconde forme qui réduit la longueur axiale du soufflet et qui est déterminée par la position d'installation dudit soufflet, et en ce que les rayons des courbures (7, 8) de la seconde forme sont inférieurs à ceux de la première forme de départ. 4 - Soufflet selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour une première forme de départ de la région de membrane (4) résultant de la fabrication, la tangente (11) dans la région de transition des deux courbures (7, 8) présente un angle de 90' avec l'axe du joint. 5 - Soufflet selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour une première forme de départ de la région de membrane (4) résultant de la fabrication, la tangente (11) dans la région de transition des deux courbures (7, 8) présente un angle inférieur à 90' avec l'axe du joint. 6 - Soufflet selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caracté- risé en ce que, entre deux régions de membrane (4) axialement successives, il est prévu une région de pli (6) pourvue d'une région de charnière (6a) réalisée sous la forme d'un S et orientée vers la membrane (4) située respectivement radialement plus à l'extérieur. 7 - Soufflet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un pli (9) est agencé axialement devant la région de membrane (4). 8 - Soufflet selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, carac- térisé en ce que, en partant du collet (5) pourvu du diamètre supérieur, au moins une région partielle de la membrane (4) qui se raccorde à celuici est renforcée par une couche de tissu.