Brevet FR2707711A1 — publié le 19950120

La présente invention concerne les perfectionnements réalisés sur un dispositif d'étanchéité pour joints d'articulation homocinétiques glissants, constitués par une coiffe, un support de coiffe et un manchon de glissement axial sur l'arbre de transmission de couple. Les dispositifs d'étanchéité connus, à cette fin, ne comportent pas de moyens de compensation du déplacement axial. La coiffe d'étanchéité généralement en matière élastomère est montée par une extrémité sur le corps extérieur du joint homocinétique ou sur un support qui y est rattaché et par l'autre extrémité directement sur l'arbre de transmission. Cette coiffe d'étanchéité reste assujettie simultanément aux mouvements d'articulation du joint homocinétique et aux mouvements axiaux relatifs qui se produisent entre l'arbre de transmission et le corps articulé extérieur du joint homocinétique. Ce type de dispositif connu d'étanchéité présente une limitation en ce qui concerne le cours du déplacement axial, étant donné que la déformation de la coiffe ne doit pas dépasser une limite déterminée, au- dessus de laquelle sa vie utile peut être réduite d'une manière significative, surtout quand l'espace disponible pour son installation est exigu. Un autre inconvénient de la construction adoptée par les dispositifs d'étanchéité connus est que, à cause de l'exigence de grande flexibilité pour compenser les mouvements axiaux et d'articulation du joint homocinétique, la géométrie de la coiffe d'étanchéité présente une faible rigidité radiale et axiale. Il résulte de ce fait des déformations non souhaitables; des instabilités structurales ou même, des ruptures lors de hautes vitesses de rotation. En plus, un autre problème qui a été trouvé dans ce genre de dispositif d'étanchéité est la possibilité d'accumulation de matière lubrifiante, provenant du joint homocinétique, dans la région interne de plus grand diamètre de la coiffe d'étanchéité. Cette accumulation de matière peut provoquer des déformations excessives ou même l'effondrement de la coiffe, du fait de l'action de la force centrifuge qui agit sur la masse du lubrifiant, lors de vitesses de rotation élevées. L'objet de la présente invention est un dispositif pour l'étanchéité du joint d'articulation homocinétique glissant, de géométrie stable même sous vitesses de rotation élevées, de grande durée et qui permet de grands déplacements axiaux relatifs entre le corps articulé extérieur du joint homocinétique et l'arbre de transmission de couple. Tout cela est obtenu au moyen d'un dispositif d'étanchéité constitué de trois éléments: une coiffe d'étanchéité, un support pour la coiffe et un manchon glissant. La coiffe d'étanchéité est munie d'une tuyère plus petite qui est montée sur la surface extérieure du manchon glissant, tandis que la tuyère plus grande est connectée à une des extrémités du support de la coiffe. Le support de la coiffe est monté sur la surface externe du corps articulé extérieur du joint homocinétique. Le manchon glissant se déplace axialement sur l'arbre de transmission de couple, sur lequel est monté le joint homocinétique. Un premier avantage de cette invention consiste dans le fait que le dispositif d'étanchéité permet un grand déplacement axial relatif entre l'arbre de transmission de couple et le corps extérieur articulé du joint homocinétique, étant donné que la coiffe d'étanchéité, par sa tuyère plus petite, est solidaire du manchon de glissement axial, ce qui ne produit aucune déformation considérable de ladite coiffe. Les mouvements axiaux relatifs possibles entre l'arbre de transmission de couple et le corps extérieur du joint homocinétique sont absorbés par le manchon glissant. De cette façon on obtient de grands déplacements axiaux du joint homocinétique avec de petits niveaux de déformation de la coiffe d'étanchéité. Un deuxième avantage de l'invention réside dans la géométrie de la coiffe d'étanchéité qui est destinée à compenser les mouvements d'articulation du joint homocinétique, travaillant sur un niveau plus petit de tensions et de déformations en augmentant davantage la durée et la résistance à la fatigue. Ce type de construction rend possible l'utilisation d'une coiffe de plus grande rigidité axiale et radiale, tout en assurant une grande stabilité structurale même pour des vitesses de rotation élevées. Un troisième avantage du dispositif d'étanchéité proposé par l'invention réside dans le fait que le support de la coiffe présente une surface latérale continue et inclinée vers le corps extérieur du joint homocinétique. Cela garantit le retour de toute matière lubrifiante déposée sur la surface interne du support de la coiffe vers le joint homocinétique, du fait de l'action de la force centrifuge provoquée par la rotation du système. En outre, un quatrième avantage de l'invention réside dans le fait que la coiffe d'étanchéité présente, dans sa partie de tuyère la plus petite, un conduit qui compense les différences de pression existant entre l'intérieur et l'extérieur du dispositif d'étanchéité. Ce conduit prévient l'apparition de différentiels de pression qui peuvent produire des déformations non souhaitables voire même la rupture de la coiffe d'étanchéité. Afin de permettre sa compréhension totale, le dispositif d'étanchéité pour joints homocinétiques, objet de la présente invention, sera décrit en détail en référence aux dessins suivants: La fig. 1 est une coupe longitudinale schématique du dispositif d'étanchéité. La fig. 2 est une coupe longitudinale de la coiffe d'étanchéité. La fig. 3 est une coupe longitudinale du support de la coiffe. La fig. 4 est une demi-coupe longitudinale d'une variante de la coiffe d'étanchéité. La fig. 5 est une demi-coupe longitudinale d'une autre variante du support de la coiffe. La fig. 6 est une demi-coupe longitudinale d'une forme préférée de réalisation du manchon glissant. La fig. 1 représente le dispositif d'étanchéité de l'invention, monté sur un joint articulé homocinétique glissant 1 et un arbre de transmission de couple 2 qui comprend une coiffe d'étanchéité 3, un support pour la coiffe 4 et un manchon glissant 5. La coiffe 3 réalisée en matière élastomère ou polymère est montée sur le manchon 5 glissant axialement sur la surface extérieure de l'arbre de transmission 2 sur lequel est monté le corps articulé interne 11 du joint homocinétique 1. La coiffe 3 est liée par l'autre extrémité au support de la coiffe 4, lequel est à son tour monté sur le corps articulé extérieur 12 du joint homocinétique 1. Eu égard à la fig. 2, la coiffe 3 présente une tuyère plus grande 31 qui est montée sur le support de la coiffe 4 tandis que la tuyère plus petite 32 est montée sur la surface extérieure du manchon glissant 5. La tuyère plus petite 32 est pourvue d'un conduit longitudinal 33 qui a le rôle d'égalisateur de pression entre la région interne et externe du dispositif d'étanchéité. La section transversale de la surface latérale 34 de la coiffe 3 est constituée par deux segments inclinés par rapport à l'arbre 2, unis par une courbe concave, dont l'effet est celui d'assurer une rigidité axiale et radiale supérieure à celles présentées par les manchons de forme usuelle, ce qui lui confère une plus grande stabilité dimensionnelle en rotation. En ce qui concerne la fig. 3, le support de coiffe 4 est monté sur le corps articulé extérieur 12 du joint homocinétique 1, au moyen d'un emboîtement 41 tandis que l'autre extrémité dotée d'un pli circonférenciel 42 entoure la plus grande tuyère de la coiffe 31 en assurant ainsi la cohésion de l'ensemble. La surface latérale 43 du support est conique, augmentant son diamètre vers le joint 1, de façon à renvoyer à ce joint 1 par l'action de la force centrifuge tout le lubrifiant provenant du joint homocinétique 1 ou de la coiffe 3. La fig. 4 illustre une variante optionnelle de réalisation de la coiffe d'étanchéité 3, exécutée à partir de matière thermoplastique, dont la propriété physique de grande rigidité, permet une forme à plis, sans nuire à la stabilité de sa géométrie. Dans cette réalisation, la coiffe 3' présente une tuyère bien plus grande 31' qui est montée sur la surface extérieure du support de coiffe 4'. La tuyère plus petite 32' est montée sur la surface extérieure du manchon glissant 5. La région intermédiaire de la coiffe est à plis 34'. Que ce soit la plus grande tuyère 31' ou la plus petite 32', toutes les deux présentent un collet périphérique 33' pour la fixation de la coiffe. Etant donné que la coiffe 3' n'a pas besoin de compenser les mouvements axiaux, elle peut présenter une longueur réduite et une épaisseur de paroi plus importante d'o il résulte une rigidité axiale et radiale plus importante que celle des manchons en matières thermoplastiques usuelles, ce qui lui confère une meilleure stabilité dimensionnelle lors de la rotation. La fig. 5 illustre une autre variante du support 4' devant être utilisé avec la coiffe optionnelle 3', représentée à la fig. 4. Ce support 4' est monté sur le corps articulé extérieur 12, au moyen de l'emboîtement 41' et sous la plus grande tuyère 31' de la coiffe 3' au moyen de l'emboîtement 42'. Ce support 4' n'a pas de région intermédiaire. La fig. 6 représente une forme préférée d'exécution du manchon glissant 5 dont la surface extérieure est dotée d'un rebord 51 pour le montage de la coiffe 3 ou 3'. Le manchon 5 présente une retenue 52 pour assurer l'étanchéité entre le dispositif et l'arbre de transmission de couple 2. REVENDICATIONS 1 - Dispositif d'étanchéité pour joints homocinétiques, caractérisé en ce qu'il est formé par une coiffe (3), un support de coiffe (4) et un manchon (5), glissant axialement sur l'arbre de transmission de couple (2), une extrémité de la coiffe (3) étant montée sur le manchon glissant (5) et l'autre sur le support de la coiffe (4), lui-même monté sur le corps articulé extérieur (12) du joint homocinétique (1). 2 - Dispositif d'étanchéité pour joints homocinétiques conformément à la revendication 1, caractérisé en ce qu'une coiffe (3) avec une plus grande tuyère (31) est montée sur le support (4), tandis qu'une plus petite tuyère (32) est montée sur la surface extérieure du manchon glissant (5); en ce que la plus petite tuyère (32) présente un conduit longitudinal (33) égalisateur de la pression interne et externe et en ce qu'une section transversale de la surface latérale (34) est constituée par deux segments inclinés par rapport à l'arbre (2), ces segments étant unis par une courbe concave. 3 - Dispositif d'étanchéité pour joints homocinétiques conformément à la revendication 1, caractérisé en ce que le support de coiffe (4) présente un emboîtement (41) pour le montage du joint homocinétique (1) sur le corps articulé extérieur (12), une surface latérale (43) et un emboîtement circonférenciel (42) qui entoure la plus grande tuyère de la coiffe (31), la surface latérale (43) étant conique et augmentant son diamètre vers le joint (1). 4 - Dispositif d'étanchéité pour joints homocinétiques conformément à la revendication 1, caractérisé en ce que la coiffe (3') comporte une plus grande tuyère (31') montée sur la surface extérieure du support (4') une tuyère plus petite (32') montée sur la surface extérieure du manchon glissant (5), une région intermédiaire à plis (34') et un collet (33') sur les tuyères (31', 32'). 5 - Dispositif d'étanchéité pour joints homocinétiques conformément à la revendication 1, caractérisé en ce que support de coiffe (4') présente un emboîtement (41') monté sur le corps articulé extérieur (12) du joint (1) et un emboîtement (42') relié directement à l'emboîtement (41') pour le montage de la plus grande tuyère (31') de la coiffe (3'). 6 - Dispositif d'étanchéité pour joints homocinétiques conformément à la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon glissant axial (5) présente un rebord (51) dans sa surface externe et une retenue (52) dans une de ses extrémités.