Brevet FR2729443A1 — publié le 19960719

La présente invention se rapporte à un soufflet protecteur. Des exemples de soufflets protecteurs qui incorporent l'invention, qui sera décrite ci-dessous plus en détail à titre d'exemple, sont des soufflets protecteurs pour protéger un joint de transmission (par exemple un joint universel) de la transmission d'un véhicule automobile. Selon l'invention, on propose un soufflet protecteur qui comporte un collier de fixation à l'une de ses extrémités pour être serré tout autour sur un arbre cylindrique qui fait partie d'un mécanisme à protéger, la surface intérieure du collier de fixation présentant une pluralité de régions axialement séparées et s'étendant sur la circonférence, chacune de ces régions ayant une section qui s'étend en forme d'arc et qui est en contact avec l'arbre cylindrique, et au moins une section qui s'étend en forme d'arc et qui est espacée de l'arbre cylindrique pour constituer un intervalle, les intervalles de régions adjacentes étant angulairement décalés les uns par rapport aux autres autour de l'axe de l'arbre, de manière à former ensemble un passage qui permet l'échappement des excès de pression depuis l'intérieur du soufflet via l'intérieur du collier, mais qui s'oppose à l'échappement de toute graisse de lubrification hors de l'intérieur du soufflet. On va maintenant décrire, uniquement à titre d'exemple, des soufflets protecteurs qui incorporent l'invention, en se référant aux dessins schématiques ci-joints, dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale à travers un soufflet, en position pour protéger un joint universel de la transmission d'un véhicule automobile; la figure 2 est une vue en coupe transversale d'une partie du soufflet de la figure 1, enlevé de la transmission du véhicule; la figure 3 est une vue en coupe longitudinale à travers une autre forme de soufflet en position pour protéger un joint de transmission dun véhicule automobile; la figure 4 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne IV-IV à la figure 3; la figure 5 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne V-V a la figure 3; la figure 6 est une vue en coupe longitudinale a travers une autre forme de soufflet en position pour protéger un joint de transmission pour un véhicule automobile; la figure 7 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne VII-VII a la figure 6; et la figure 8 est une vue en coupe transversale prise suivant la ligne VIII-VIII à la figure 6. La figure 1 montre le soufflet protecteur 5 en position pour protéger un joint universel 6 de la transmission d'un véhicule automobile. La transmission comprend un arbre d'entrée 8 solidaire d'un boîtier en forme de coupelle 10 du joint universel 6, et en rotation avec ce boîtier. La transmission inclut un arbre de sortie 12 qui porte un élément intérieur 14 pourvu de gorges dans lesquelles sont engagées des billes 16; ces billes sont montées dans une cage 18 et sont également engagées dans des gorges 19 sur la face intérieure du boîtier 10. De cette manière, le joint universel, qui a une structure standard, transmet la force d'entraînement rotative entre les deux arbres 8 et 12. En outre, cependant, les billes 16 permettent à l'arbre 12 de se déplacer de sorte que son axe peut être incliné par rapport à l'axe de l'arbre 8, rangle d'inclinaison ayant une valeur maximum possible de l'ordre de 50 . Le soufflet protecteur 5 est réalisé en un matériau relativement dur, du type élastomère thermoplastique. Il comprend une pluralité d'anneaux de soufflet 20 qui s'étendent de façon intégrée entre un collier de fixation de grand diamètre 21 à une extrémité, et un collier de fixation de petit diamètre 22 à l'extrémité opposée. Le collier de fixation 21 est emboîté de façon serrée autour de l'extérieur d'une surface de réception, éventuellement rainurée, sur l'extérieur du boîtier 10, et il est serré de manière fixe en position par une pince périphérique 24. Le collier de fixation 22 engage l'extérieur de l'arbre 12 et il est serré sur l'arbre par une pince périphérique 26. Le mécanisme du joint universel 6 doit être bien lubrifié à cause des contraintes mécaniques qu'il doit supporter, et il est par conséquent rempli d'une graisse convenable. Le soufflet protecteur 5 protège le mécanisme du joint universel 6 contre des pénétrations d'humidité, de saletés et d'autres contaminations, mais il est suffisamment souple pour permettre le mouvement angulaire requis entre l'axe de l'arbre 12 et l'axe de l'arbre 8. Pendant le fonctionnement de la transmission du véhicule, les contraintes mécaniques dans le joint universel 6, en particulier lorsque se produit le mouvement angulaire mentionné ci-dessus, auront pour résultat la production de températures élevées, principalement à cause de la friction entre les diverses parties du mécanisme. Les températures élevées peuvent augmenter la pression de l'air à l'intérieur du volume intérieur du soufflet, et ceci peut à son tour provoquer une déformation importante du matériau du soufflet et une rupture prématurée, à moins de prendre des mesures pour permettre l'échappement de la pression excessive vers l'extérieur du soufflet. Cependant, on doit en même temps prendre garde de ne pas permettre de fuite ou d'expulsion de la graisse. La figure 2 montre, à une échelle agrandie, la formation de la surface intermédiaire du collier de fixation 22 du soufilet 5 de la figure 1. Comme montré à la figure 2, la surface intérieure est pourvue d'une multitude de petits profilés sensiblement rectangulaires 30, agencé de manière à produire des perçages traversants 34 qui ont une configuration en zigzag, les profilés étant réalisés de façon intégrée dans le matériau du soufflet pendant le processus de moulage. La présence des profilés assure que les petits passages 34, qui s'étendent entre les profilés, existent encore lorsque le collier de fixation 22 est fermement pincé sur l'arbre 12 (voir figure 1), ces petits passages 34 reliant l'intérieur du soufflet avec l'extérieur. Les petits passages permettent ainsi à la pression d'air en excès de s'échapper pendant les conditions de températures élevées, mais ils s'opposent à l'échappement de la graisse. Chaque profilé 30 peut avoir environ 0,5 mm de hauteur, environ 2 mm de largeur et environ 5 mm de longueur. Dans les figures 3 à 8, les éléments qui correspondent aux éléments des figures 1 et 2 portent des références correspondantes. Les formes de soufflet 38 montrées aux figures 3 à 8 sont destinées à protéger un joint de transmission montré généralement par la référence 40. Ce mécanisme n'est pas illustré en détail. Cependant, le joint 40 est d'un type qui permet un mouvement axial limité (dans les directions des flèches F) de l'arbre 12 par rapport à l'arbre 8. Le joint 40 peut également permettre un mouvement angulaire (semblable à celui qui est permis par le joint montré à la figure 1). Les formes des soufflets 38 des figures 3 à 8 sont réalisées en un matériau relativement dur, du type élastomère thermoplastique. Comme dans le cas du joint universel de la figure 1, le mécanisme du joint de transmission 40 doit être bien lubrifié à cause des contraintes mécaniques qu'il doit supporter. Il est par conséquent garni d'une graisse convenable. Le soufflet 38 protège le mécanisme du joint de transmission 40 contre une contamination par l'humidité et les saletés, mais il est suffisamment souple pour permettre le mouvement axial requis entre les arbres 8 et 12. Pendant le fonctionnement de la transmission du véhicule, la pression de l'air à l'intérieur du volume intérieur du soufflet 38 peut augmenter ou diminuer à cause de l'effet de "pompage" produit par le mouvement dirigé axialement entre les arbres 8 et 12. Ceci provoque une déformation importante du matériau du soufflet, et peut provoquer sa rupture prématurée, à moins de prendre des mesures pour permettre l'échappement de la pression en excès. Cependant, on doit empêcher ou minimiser la fuite de la graisse. Les figures 4 et 5 montrent des coupes transversales axialement espacées à travers le collier 22 du soufflet 38. Comme montré, le collier comprend deux épaulements 44 et 46 axialement écartés. Chacun s'étend autour de la surface intérieure du collier 22 et en contact avec l'arbre 8, mais il est interrompu pour constituer un évidement respectif 48, 50, les évidements 48, 50 étant sensiblement rectangulaires en section transversale, comme montré aux figures 4 et 5. De plus, les figures 4 et 5 montrent de quelle manière les évidements 48, 50 sont décalés de 180 l'un par rapport à l'autre autour de l'axe de l'arbre 12. Les évidements 48 et 50 constituent donc ensemble un passage tortueux depuis l'intérieur du soufflet jusqu'à l'extérieur. Ce passage permet le relâchement de la pression d'air en excès. Cependant, à cause de sa configuration tortueuse, le passage s'oppose à l'échappement de la graisse 42. Les figures 6, 7 et 8 montrent une version modifiée du soufflet 38. Dans ce cas, le collier comprend cinq épaulements axialement espacés 52, 54, 56, 58 et 60. A nouveau, chaque épaulement s'étend autour de la surface intérieure du collier 22, et il est en contact avec la surface de l'arbre 12. Cependant, chaque épaulement est dans ce cas interrompu pour constituer quatre évidements 64, 66, 68 et 70, qui sont sensiblement rectangulaires en section transversale. La figure 7 montre l'épaulement 54 et ses quatre évidements, et la figure 8 montre l'épaulement 60 et ses quatre évidements. Les quatre évidements de chaque épaulement sont positionnés à des intervalles de autour de la circonférence du collier 22. Comme montré en comparant les figures 7 et 8, les quatre évidements 64, 66, 68 et 70 de l'épaulement 54 sont respectivement décalés de 45 par rapport aux quatre évidements 64, 66, 68 et 70 de l'épaulement 60. Les évidements de l'épaulement 58 sont agencés de la même façon que les évidements de l'épaulement 54 montré à la figure 7. Les évidements des épaulements 52 et 56 sont agencés de la même façon que les évidements de l'épaulement 60 montré à la figure 8. Par conséquent, dans le mode de réalisation des figures 6, 7 et 8, on a prévu une pluralité de passages entre l'intérieur du soufflet et l'extérieur, les passages traversant les quatre évidements de chaque épaulement 52, 54, 56 et 58. Par conséquent, chaque passage permet également l'échappement de la pression d'air en excès depuis l'intérieur du soufflet. La nature tortueuse de chaque passage s'oppose à l'échappement de graisse. Dans le mode de réalisation des figures 6 à 8 chaque passage a une configuration plus tortueuse que le passage du mode de réalisation des figures 3 à 5. Revendications 1. Soufflet protecteur comportant un collier de fixation (22) à l'une de ses extrémités pour être serré tout autour d'un arbre cylindrique (12) qui fait partie d'un mécanisme à protéger, caractérisé en ce que la surface intérieure du collier de fixation (22) présente une pluralité de régions axialement séparées et qui s'étendent circonférentiellement, chacune de ces régions comportant une section qui s'étend en forme d'arc (30; 44; 46; 52; 54; 56; 58; 60) en contact avec l'arbre cylindrique (12), et au moins une section qui s'étend en forme d'arc, écartée de l'arbre cylindrique (12) pour constituer un intervalle (34; 48; 50; 64 - 70), les intervalles des régions adjacentes étant angulairement décalés les uns par rapport aux autres autour de l'axe de l'arbre (12) de manière à former ensemble un passage qui permet l'échappement de pression en excès depuis l'intérieur du soufflet à travers l'intérieur du collier, mais qui s'oppose à l'échappement de toute graisse de lubrification depuis l'intérieur du soufflet. 2. Soufflet selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est destiné à protéger le mécanisme d'un joint de transmission (6) dans la transmission d'un véhicule automobile, le soufflet comportant une pluralité d'anneaux de soufflet (20) qui s'étendent de manière intégrée entre ledit collier de fixation (22) à une extrémité axiale du soufflet et un second collier de fixation (21) à l'extrémité axiale opposée, le second collier (21) ayant un diamètre relativement nimportant pour être pincé de façon étanche sur l'extérieur d'un boîtier (10) du joint de transmission (6). 3. Soufflet selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque région qui s'étend circonférentiellement comprend une pluralité de profilés (30) qui s'étendent depuis la surface intérieure dudit premier collier de fixation (22) en contact avec l'arbre cylindrique (12), et qui forment chacun une section respective parmi les sections qui s'étendent en forme d'arc, en contact avec l'arbre cylindrique (12), les profilés à l'intérieur de chacune desdites régions étant séparés l'un de l'autre par des intervalles respectifs (34). 4. Soufflet selon la revendication 3, caractérisé en ce que les profilés sont rectangulaires en élévation et en coupe transversale. 5. Soufflet selon l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que chaque profilé a environ 0,5 mm de hauteur, environ 2 mm de largeur et environ 5 mm de hauteur. 6. Soufflet selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la surface intérieure du collier de fixation porte une pluralité d'épaulements axialement espacés et dirigés radialement vers l'intérieur (44; 46; 52-60), qui sont chacun interrompus par au moins un intervalle arqué (48; 50; 64 - 70), de telle façon que chaque épaulement (44; 46 6; 52 - 60) et son intervalle ou ses intervalles (48; 50; 64 - 70) constitue l'une des régions qui s'étendent circonférentiellement, chaque épaulement (44; 46; 52 - 60) constituant l'une des régions qui s'étendent en forme d'arc et en contact avec l'arbre (12), et l'intervalle ou chaque intervalle (48; 50; 64 - 70) constituant une section respective parmi lesdites sections qui s'étendent en forme d'arc et sont écartées dudit arbre (12). 7. Soufflet selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est prévu deux épaulements (44; 46), chacun présentant un intervalle unique (48; 50), les intervalles (48; 50) étant angulairement décalés de 180 l'unm par rapport à l'autre autour de l'axe de l'arbre. 8. Soufflet selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins deux épaulements (52 - 60) axialement espacés, chaque épaulement comportant quatre intervalles (64 - 70), les intervalles (64 - 70) dans chacun desdits épaulements (52 - 60) étant angulairement décalés de 90 par rapport les uns par rapport aux autres autour de l'axe de l'arbre (12), les intervalles (64 - 70) du premier et du troisième épaulement (52; 56) étant alignés les uns avec les autres, et les intervalles (74 - 70) du second épaulement (64 - 70) étant lairement décalés approximativement de 45 par rapport aux intervalles (64 - 70) du premier et du troisième épaulement (52; 56).