Brevet FR2701074A1 — publié le 19940805

L'invention concerne un joint universel à croisillon pour arbres de transmission articulés, notamment pour l'entraînement de machines agricoles ou des transmissions dans celles-ci, comprenant deux fourches de joint dont les deux bras de fourche de chacune d'entre-elles comportent chacun un alésage de réception, ces alésages étant disposés sur un même axe, le joint comprenant également un croisillon présentant un corps dont font saillie quatre tourillons présentant deux par deux un axe commun, ces axes étant perpendiculaires l'un à l'autre, ainsi que des douilles de palier dans lesquelles sont montés les tourillons avec interposition de corps de roulement, les douilles de palier étant logées et bloquées dans les alésages de réception des bras de fourche, en faisant saillie radialement vers l'intérieur, au- delà des surfaces intérieures des bras de fourche, et un joint d'étanchéité étant inséré en direction de l'extrémité ouverte des douilles de palier, entre la paroi de l'alésage de palier des douilles de palier et la surface extérieure cylindrique du tourillon respectivement correspondant. Par ailleurs, l'invention concerne une garniture de croisillon pour des joints universels à croisillon pour l'entraînement de machines agricoles ou des transmissions dans celles-ci, comprenant un croisillon qui présente un corps dont font saillie quatre tourillons présentant deux par deux un axe commun, ces axes étant perpendiculaires l'un à l'autre et disposés dans un même plan, ainsi que des douilles de palier fermées d'un côté, qui sont montées sur les tourillons avec interposition de corps de roulement, et un joint d'étanchéité inséré de l'extrémité ouverte des douilles de palier, dans l'interstice annulaire entre la paroi de l'alésage de palier des douilles de palier et la surface extérieure du tourillon. Le document DE 88 05 833 6 Ul divulgue un ensemble d'étanchéité pour des croisillons, dans lequel un joint d'étanchéité principal est disposé dans l'extrémité ouverte de la douille de palier Par ailleurs, est prévu un joint d'étanchéité auxiliaire, qui est maintenu en position fixe sur le croisillon, et chevauchant extérieurement la douille de palier Le joint d'étanchéité auxiliaire est maintenu par la propre précontrainte radiale sur la surface extérieure du tourillon Dans le cas de joints universels à croisillon utilisés dans des appareils agricoles, les jeux, dans la direction axiale, entre le tourillon et la douille de palier, sont plus importants, en raison des conditions d'utilisation, que dans le cas des joints universels à croisillon utilisés par exemple dans la construction automobile ou de machines Le joint d'étanchéité auxiliaire et la douille de palier se déplacent donc dans la direction axiale, l'un par rapport à l'autre La précontrainte radiale du joint d'étanchéité auxiliaire peut provoquer le déplacement du joint d'étanchéité auxiliaire par rapport au tourillon, le joint d'étanchéité auxiliaire pouvant alors être détérioré En outre, un tel ensemble d'étanchéité ne peut être mis en place que dans le cas d'un montage complet neuf, ou après un démontage complet de toutes les pièces Un tel montage est complexe et coûteux. Le but de l'invention consiste à fournir un joint universel à croisillon ou une garniture de croisillon comportant un joint d'étanchéité auxiliaire, permettant un montage simple, et pouvant en outre être monté ultérieurement lorsque le joint universel à 3 2701074 croisillon est monté, soit pour un premier montage ou dans le cadre d'un remplacement. Conformément à l'invention, ce but est atteint grâce au fait qu'est prévu un capuchon de protection qui entoure le corps du croisillon et présente, conformément à la disposition des tourillons, quatre collerettes qui chevauchent avec jeu les extrémités des douilles de palier faisant saillie radialement vers l'intérieur, au- delà de la surface intérieure des bras de fourche, et grâce au fait que le capuchon de protection est divisé. Une garniture de croisillon correspondante est caractérisée en ce qu'un capuchon de protection est mis en place sur le croisillon en entourant le corps, et présente, conformément à la disposition des tourillons, quatre collerettes qui chevauchent avec jeu l'extrémité ouverte des douilles de palier, et en ce que le capuchon de protection est divisé. L'avantage de ceci réside dans le fait que la configuration en forme de coque des parties du capuchon de protection, permet un montage ultérieur sur un joint universel à croisillon dont le montage est terminé Cela permet, soit de compléter un croisillon équipé d'un joint d'étanchéité principal, soit le remplacement d'un joint auxiliaire déjà existant, sans qu'il soit nécessaire de démonter le joint universel à croisillon. Un autre avantage réside dans le fait que grâce au capuchon, l'on réalise un genre de joint d'étanchéité à labyrinthe qui empêche, par son remplissage de graisse, la pénétration de salissures, de poussières ou d'eau Les joints d'étanchéité principaux pour des garnitures de croisillon ou des joints universels à croisillon, sont conçus de manière à pouvoir être graissés, en vue d'obtenir un graissage efficace, malgré leur utilisation saisonnière Lors du remplissage de graisse ou d'un graissage ultérieur, la graisse passe au travers du joint d'étanchéité principal et parvient dans l'interstice entre le capuchon de protection et la surface extérieure du tourillon ou la surface extérieure de la douille de palier correspondante Ce coussin d'agent de graissage offre une protection efficace Il sert lui-même de joint d'étanchéité. S'il arrivait toutefois que de la poussière pénètre dans une certaine mesure dans cet espace, cette poussière serait éjectée lors de la prochaine phase de graissage. Une configuration de l'invention est caractérisée en ce que les axes des tourillons sont situés dans un même plan, en ce que le capuchon de protection est divisé en deux parties de base, qui sont de même configuration, et en ce que chaque partie de base comporte une partie de recouvrement pour une surface du corps du croisillon, et deux bras qui sont disposés de manière diagonale sur la partie de recouvrement en en faisant saillie, et qui présentent chacun un tronçon de collerette pour les douilles de palier de deux tourillons, chaque tronçon de collerette couvrant la demi-périphérie d'une douille de palier. Ainsi sont créées deux coques qui sont reliées l'une à l'autre Les plans de joint sont décalés de manière à ce que les deux éléments soient identiques et se complètent mutuellement. Les parties de base sont de préférence reliées l'une à l'autre par complémentarité de forme A cet effet, peut par exemple être prévue, une liaison par encliquetage comportant des protubérances et des évidements ou ouvertures de passage complémentaires. Le capuchon de protection, à savoir ses parties de base, est réalisé en matière plastique, notamment une matière plastique commercialisée sous la dénomination "Lupolen" L'élasticité permet un montage simple En outre, les propriétés du matériau peuvent être mises à profit pour relier les parties entre-elles, par complémentarité de forme Ces pièces sont de préférence réalisées en tant que pièces en matière plastique moulées par injection. En vue d'obtenir un coussin de graisse ou d'agent de graissage suffisamment important, pour réaliser l'étanchéité à l'encontre de la pénétration de poussières, de salissures ou d'eau, il est prévu selon une configuration de l'invention, qu'entre le côté frontal de l'extrémité ouverte de la douille de palier et la collerette du capuchon de protection, soit formée une chambre annulaire, grâce à un évidement de la collerette. Dans la zone centrale de la partie de recouvrement d'une partie de base, peut être prévue une ouverture de passage destinée au passage d'un graisseur. Il est possible de réaliser cette ouverture de passage après la fabrication par moulage par injection, par exemple par découpage de l'ouverture de passage appropriée Dans ce cas, il suffit d'un seul moule d'injection Toutefois des modifications mineures sur le moule d'injection, permettent également de réaliser l'ouverture de passage, directement par moulage. Un exemple de réalisation préféré de l'invention, et son application à une machine, vont être décrits dans la suite, et sont représentés de manière schématique sur les dessins annexés, qui montrent: Fig 1 de manière schématique, un tracteur et un appareil agricole qu'il entraîne, pour lesquels un arbre de transmission articulé est équipé de joints universels à croisillon ou d'une garniture de croisillon correspondante, de configuration conforme à l'invention, Fig 2 un joint universel à croisillon en détail, en partie en coupe, Fig 3 une coupe III-III selon la figure 2, à échelle agrandie, et Fig 4 une partie de base du capuchon de protection visible sur la figure 3, selon diverses vues. la figure 1 montre un tracteur 1 auquel est relié, par l'intermédiaire de moyens non représentés, un appareil agricole 2 L'appareil 2 est tiré par le tracteur 1 et est, en plus, entraîné par celui-ci, par l'intermédiaire de l'arbre de transmission articulé 3 qui est raccordé à la prise de force 4 du tracteur 1. L'arbre de transmission articulé 3 comporte à ses deux extrémités, des joints universels à croisillon 5, qui autorisent l'appareil 2 à se mettre dans une position angulaire par rapport au tracteur 1, par exemple lors de la circulation en courbe Les joints universels à croisillon autorisent une modification de position de l'appareil 2 par rapport au tracteur 1, autour d'axes verticaux et transversaux quelconques. La figure 2 laisse entrevoir un joint universel à croisillon 5 individuel, faisant partie intégrante de l'arbre de transmission articulé 3 représenté sur la figure 1 Le joint universel à croisillon 5, comporte deux fourches de joint 6, 7. Chacune des fourches de joint 6 et 7 comportent deux bras de fourche 8, 9 disposés parallèlement à l'axe longitudinal de la fourche de joint 6, 7 Les bras de fourche 8, 9 comportent des alésages de réception 10. Les alésages de réception 10 de la fourche de joint 7 sont situés sur l'axe 11, tandis que les alésages de réception correspondants, toutefois non visibles, dans les bras de fourche de la fourche de joint 6, sont disposés sur l'axe 12 Une garniture de croisillon constituée du croisillon 13, des douilles de palier 17 disposées sur les quatre tourillons 15 a-d, et des corps de roulement 24 agencés entre ces deux éléments, ainsi que du joint d'étanchéité 25 et du capuchon de protection 30, est destinée à relier les deux fourches de joint 6, 7 Deux tourillons, à savoir les tourillons a, 15 b du croisillon 13, sont disposés sur l'axe 11, à l'état monté, tandis que les deux autres tourillons 15 c, l 5 d sont disposés, à l'état monté, sur l'axe 12 perpendiculaire au premier axe 11 Les tourillons 15 a-d sont logés dans les douilles de palier 17, avec interposition de corps de roulement 24, par exemple des aiguilles Les corps de roulement 24 sont disposés entre la surface extérieure 16 des tourillons 15 a-d et l'alésage de palier 22 de la douille de palier 17 Les douilles de palier 17 sont reçues, avec leur surface extérieure 18, dans les alésages de réception 10, dans les bras de fourche 8, 9 des deux fourches de joint 6, 7 Les douilles de palier 17 sont centrées par rapport à l'axe de rotation des fourches de joint 6, 7, par l'intermédiaire de bagues d'arrêt Celles-ci s'appuient sur le fond 19 et s'engagent dans des rainures des alésages de réception 10 Les douilles de palier 17 font saillie des alésages de réception 10, radialement vers l'intérieur, au-delà des surfaces intérieures 23 des bras de fourche 8, 9 L'extrémité ouverte des douilles de palier 17 est désignée par le repère 21, et leur face frontale par le repère 20 Dans l'interstice annulaire entre l'alésage de palier 22 et la surface extérieure 16 du tourillon correspondant, est inséré un joint d'étanchéité principal 25, réalisé en tant que joint d'étanchéité s'ouvrant sous l'effet de la pression de graissage lors de l'injection d'agent de graissage Pour l'alimentation en agent de graissage, on utilise un graisseur 28 monté dans un alésage, qui s'étend à partir d'un des côtés latéraux du corps 14 du croisillon 13 et débouche au point d'intersection des deux canaux de graissage 27 qui s'étendent de manière centrale au travers des tourillons 15 a-d Le corps 14 et au moins une partie des extrémités des douilles de palier 17, faisant saillie radialement vers l'intérieur, au-delà de la surface intérieure 23 des bras de fourche 8, 9, sont entourés par un capuchon de protection 30 Celui-ci comporte des collerettes 31, dans la zone du chevauchement des extrémités des douilles de palier 17. La graisse injectée au travers du graisseur 28 parvient, par l'intermédiaire des canaux 27, aux surfaces d'extrémité des tourillons, et de celles-ci, au travers des espaces intermédiaires entre les corps de roulement 24 et par le joint d'étanchéité principal 25, jusqu'à l'interstice d'étanchéité entre chaque collerette 31 et la surface extérieure 18 de la douille de palier 17 correspondante. Sur la figure 3, en raison de l'échelle agrandie, il est possible de constater que les tourillons 15 a-d possèdent chacun un premier épaulement 26 qui sert par exemple de base d'appui pour une aile du joint d'étanchéité principal 25 présentant une forme de "U" en section transversale Les ailes du "U" sont ici dirigées en direction de l'axe de rotation ou du point d'intersection des axes 11 et 12 L'aile du joint d'étanchéité principal 25, radialement extérieure et associée à l'alésage de palier 22, sert à l'appui axial sur le premier épaulement 26 La seconde aile en appui sur la surface extérieure 16 du tourillon, se déforme de manière élastique sous l'effet de la pression de l'agent de graissage, et permet la sortie de l'agent de graissage, par l'espace intermédiaire entre le premier épaulement 26 et la surface frontale de l'aile extérieure du joint d'étanchéité principal 25 Le capuchon 30 est divisé L'une des parties de base 32 va être décrite plus en détail, au regard de la figure 4. La collerette 31 comporte un évidement 42 de manière à former entre la face frontale 20 de la douille de palier 17 et l'évidement 42, une chambre annulaire 43 destinée à recevoir de la graisse Par ailleurs, il est possible de constater que l'évidement 42 est réalisé de manière telle, que la partie de la collerette 31 chevauchant l'extrémité ouverte 21 de la douille de palier 17, forme un interstice en direction de la surface extérieure 18 La graisse en surplus introduite lors du graissage, ou l'ancienne graisse de la zone du palier, peuvent s'échapper par cet interstice Il reste toutefois un coussin d'agent de graissage dans la zone de la chambre annulaire 43 et dans la zone entre les deux ailes du joint d'étanchéité principal 25, de sorte que la collerette 31 constitue un joint d'étanchéité auxiliaire, le coussin d'agent de graissage empêchant la pénétration de salissures, de poussières ou d'eau à l'intérieur du palier Le joint d'étanchéité principal 25 est ainsi protégé. Le capuchon de protection 30 est divisé Il est constitué de deux parties de base qui sont de configuration identique, exceptée une ouverture de passage destinée au graisseur 28 La partie de base 32 est composée d'une partie de recouvrement 33 destinée à recouvrir une surface latérale du corps 14 du croisillon 13 La partie de base comporte deux embases 37 qui sont disposées de manière à être opposés en diagonale et qui sont pourvues de perçages 38 Les perçages 38 sont donc décalés angulairement de 45 par rapport aux deux axes 11, 12 du croisillon 13 A l'état monté, ils sont situés entre deux tourillons Décalés de 9 Q O par rapport à ces perçages, la partie de base 32 présente deux bras 35, 36 faisant saillie en direction axiale Les bras 35, 36 forment, en commun avec le tronçon s'étendant à partir des embases 37, un tronçon de collerette 34 qui s'étend sensiblement sur la moitié de la périphérie des douilles de palier 17 Les bras 35, 36 comportent, sur leurs surfaces d'extrémité, des protubérances de serrage 39 en forme de tenon, qui sont divisées dans la direction de l'axe des protubérances 39 en forme de tenon, de manière à pouvoir s'encliqueter dans les perçages 38, lors d'un montage décalé approprié de la seconde partie de base. Les protubérances font saillie axialement des perçages 8 et s'écartent radialement, de sorte que le tronçon de diamètre plus important que celui des perçages 8, se trouvant à leur extrémité extérieure, peut venir s'engager, par écartement, sous l'embase 37 en maintenant ainsi les deux parties de base 32 assemblées. L'une des parties de base 32 comporte, dans la zone de son centre, une ouverture de passage 40 destinée au passage du graisseur 28 disposé sur une embase 41 sur une face latérale du corps 14 du croisillon La division du capuchon de protection 30 en deux parties de base 32 permet un montage ultérieur, même dans le cas d'un joint universel à croisillon 5 déjà totalement assemblé Il est ainsi possible d'équiper ultérieurement avec un capuchon de protection 30, des joints universels à croisillon 5 existants, en vue d'améliorer l'effet d'étanchéité En outre, le mode de réalisation divisé, facilite le montage du croisillon 13, parce que celui- ci, lors du montage, doit tout d'abord être inséré par l'intérieur, avec ses tourillons 15 a,b,c,d dans les alésages de réception 10, pour pouvoir ensuite emmancher de l'extérieur, la douille de palier 17 Si le capuchon de protection 30 était déjà monté, un tel montage serait impossible, parce que le diamètre extérieur de la collerette 31 du capuchon de protection 30 empêcherait une telle insertion dans les alésages de réception 10. REVENDICATIONS. 1 Joint universel à croisillon ( 5) pour arbres de transmission articulés ( 3), notamment pour l'entraînement de machines agricoles ou des transmissions dans celles-ci, comprenant deux fourches de joint ( 6, 7) dont les deux bras de fourche ( 8, 9) de chacune d'entre-elles comportent chacun un alésage de réception ( 10), ces alésages étant disposés sur un même axe ( 11, 12), le joint comprenant également un croisillon ( 13) présentant un corps ( 14) dont font saillie quatre tourillons ( 15 a-d) présentant deux par deux ( 15 a, 15 b; 15 c, 15 d) un axe commun ( 11, 12), ces axes ( 11, 12) étant perpendiculaires l'un à l'autre, ainsi que des douilles de palier ( 17) dans lesquelles sont montés les tourillons ( 15 a-d) avec interposition de corps de roulement ( 24), les douilles de palier ( 17) étant logées et bloquées dans les alésages de réception ( 10) des bras de fourche ( 8, 9), en faisant saillie radialement vers l'intérieur, au- delà des surfaces intérieures ( 23) des bras de fourche ( 8, 9), et un joint d'étanchéité ( 25) étant inséré en direction de l'extrémité ouverte ( 21) des douilles de palier ( 17), entre la paroi de l'alésage de palier ( 22) des douilles de palier ( 17) et la surface extérieure cylindrique ( 16) du tourillon ( 15 a-d) respectivement correspondant, caractérisé en ce qu'il est prévu un capuchon de protection ( 30) qui entoure le corps ( 14) du croisillon ( 13) et présente, conformément à la disposition des tourillons ( 15 a-d), quatre collerettes ( 31) qui chevauchent avec jeu les extrémités des douilles de palier ( 17) faisant saillie radialement vers l'intérieur, au-delà de la surface intérieure ( 23) des bras de fourche ( 8, 9), et en ce que le capuchon de protection ( 30) est divisé. 2 Garniture de croisillon pour des joints universels à croisillon ( 5) pour l'entraînement de machines agricoles ou des transmissions dans celles-ci, comprenant un croisillon ( 13) qui présente un corps ( 14) dont font saillie quatre tourillons ( 15 a-d) présentant deux par deux un axe commun ( 11, 12), ces axes ( 11, 12) étant perpendiculaires l'un à l'autre et disposés dans un même plan, ainsi que des douilles de palier ( 17) fermées d'un côté, qui sont montées sur les tourillons ( 15 a-d) avec interposition de corps de roulement ( 24), et un joint d'étanchéité ( 25) inséré de l'extrémité ouverte ( 21) des douilles de palier ( 17), dans l'interstice annulaire entre la paroi de l'alésage de palier ( 22) des douilles de palier ( 17) et la surface extérieure ( 16) du tourillon ( 15 a-d), caractérisée en ce qu'un capuchon de protection ( 30) est mis en place sur le croisillon ( 13) en entourant le corps ( 14), et présente, conformément à la disposition des tourillons ( 15 a-d), quatre collerettes ( 31) qui chevauchent avec jeu l'extrémité ouverte ( 21) des douilles de palier ( 17), et en ce que le capuchon de protection ( 30) est divisé. 3 Joint universel à croisillon selon la revendication 1 ou garniture de croisillon selon la revendication 2, caractérisé en ce que les axes ( 11, 12) des tourillons ( 15 a-d) sont situés dans un même plan, en ce que le capuchon de protection ( 30) est divisé en deux parties de base ( 32), qui sont de même configuration, et en ce que chaque partie de base ( 32) comporte une partie de recouvrement ( 33) pour une surface du corps ( 14) du croisillon ( 13), et deux bras ( 35, 36) qui sont disposés de manière diagonale sur la partie de recouvrement ( 33) en en faisant saillie, et qui présentent chacun un tronçon de collerette ( 34) pour les douilles de palier ( 17) de deux tourillons ( 15 a-d), chaque tronçon de collerette ( 34) couvrant la demi- périphérie d'une douille de palier. 4 Joint universel à croisillon ou garniture de croisillon selon la revendication 3, caractérisé en ce que les parties de base ( 32) sont reliées l'une à l'autre par complémentarité de forme. 5 Joint universel à croisillon ou garniture de croisillon selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'entre la face frontale ( 20) de l'extrémité ouverte ( 21) de la douille de palier ( 17) et la collerette ( 31) du capuchon de protection ( 30), est formée une chambre annulaire ( 43), grâce à un évidement ( 42) de la collerette ( 31). 6 Joint universel à croisillon ou garniture de croisillon selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le capuchon de protection ( 30) est réalisé en matière plastique, notamment une matière plastique commercialisée sous la dénomination "Lupolen". 7 Joint universel à croisillon ou garniture de croisillon selon la revendication 6, caractérisé en ce que le capuchon de protection ( 30) est une pièce en matière plastique moulée par injection. 8 Joint universel à croisillon ou garniture de croisillon selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une partie de recouvrement ( 33) présente en plus, au centre, une ouverture de passage ( 40) destinée à un graisseur ( 28).