Brevet FR2759137A1 — publié le 19980807

La présente invention concerne un soufflet de protection, et plus particulièrement un soufflet extensible de protection pour crémaillère et joint de barre transversale de direction, notamment pour véhicule automobile. Des soufflets de protection sont couramment utilisés dans le domaine des moteurs et en particulier pour les véhicules automobiles, industriels ou de tourisme. Ces soufflets sont généralement réalisés en matières souples telles que le caoutchouc, et servent à protéger des organes mécaniques mobiles, par exemple des arbres ou des cardans de transmission, des joints de sortie de boîtes de vitesses, des crémaillères de direction, etc. Ces soufflets sont destinés à protéger ces organes mécaniques contre les agressions extérieures pouvant provenir de l'humidité ou de la projection de divers éléments étrangers qui pourraient entraîner une dégradation ou une usure anormale de l'organe mécanique. Ces soufflets de protection doivent être adaptés en fonction de l'organe à protéger, et même dans le cas d'un type défini d'organe mécanique, par exemple une crémaillère de direction de véhicule automobile, il existe un grand nombre de modèles différents d'organes, qui impose un nombre presque aussi important de soufflets de protection, car un même soufflet peut rarement s'adapter sur plusieurs organes différents en raison des formes et des dimensions qui ne sont pas compatibles. Ceci a pour conséquence d'imposer aux constructeurs et, surtout, aux grossistes en pièces détachées et aux réparateurs de véhicules automobiles, de maintenir en stock un nombre important de modèles de soufflets de protection afin de répondre à une demande importante de montage sur des véhicules neufs, et de remplacement, effectués régulièrement, sur des véhicules dont les caractéristiques varient, non seulement d'un type de véhicule à l'autre, mais aussi dans le temps. Il en résulte bien évidemment de grandes difficultés d'encombrement et de coûts économiques. Il existe donc un besoin, tant chez les constructeurs que chez les grossistes et réparateurs, de pouvoir disposer de soufflets de protection susceptibles de s'adapter sur des modèles différents d'un type déterminé d'organe mécanique, afin de pouvoir réduire l'importance des stocks et de pouvoir effectuer des réparations sur des véhicules différents en utilisant un nombre aussi réduit que possible de modèles de soufflets de protection. Ce besoin existe bien entendu pour divers types d'organes mécanique, par exemple des transmissions ou des crémaillères de direction, et par conséquent pour les modèles de soufflets correspondants. Dans le domaine des soufflets de protection pour joints de transmission de véhicules automobiles, on a proposé diverses solutions susceptibles de répondre au moins en partie à ce besoin. Ainsi, le brevet EP-A-403.163 décrit un soufflet de protection présentant une forme tronconique adaptée à un joint de transmission, présentant des rainures annulaires reliées entre elles par des zones de raccordement ayant une forme particulière permettant une flexion axiale du soufflet. Ce soufflet est fixé sur le joint au moyen de brides de serrage mises en place sur chaque base du tronc de cône. Ce dispositif n'est pas transposable à un soufflet de protection de crémaillère ou de joints de direction de véhicule automobile. Le brevet FR-A-2.626.340 décrit un soufflet en matière élastomère, destiné à la protection des barres transversales de direction d'un véhicule, dont les plis présentent à leur jonction une forme en U particulière identique au fond et à la crête des plis. La forme des plis de ce soufflet permet de réduire la traction axiale appliquée aux extrémités. Le soufflet de protection décrit dans le brevet EP-A-476.080 est destiné à des joints de transmission du type à cardan pour véhicules automobiles, afin d'en améliorer la protection, notamment contre les projections d'eau de pluie. Ces divers soufflets de protection, ainsi que les modèles classiques utilisés dans le commerce, ne sont cependant pas en mesure de s'adapter à un nombre important d'organes mécaniques, et en particulier de crémaillères ou de joints de barres transversales de direction de véhicules automobiles. De plus, leur mise en place implique généralement un démontage total ou partiel de l'organe mécanique à protéger, et dans le cas du remplacement d'un soufflet, il est alors souvent indispensable de procéder à des réglages complémentaires, ce qui entraîne des pertes de temps considérables. La présente invention a pour objet un soufflet extensible de protection susceptible de s'adapter à plusieurs modèles de crémaillères et joints de barres de guidage de direction, notamment de véhicule automobile, et dont la mise en place est facilitée, sans qu'il soit nécessaire de démonter l'organe à protéger, et sans diminution de ses qualités de protection. Le soufflet suivant la présente invention est du type comprenant un manchon tubulaire ouvert à ses deux extrémités, dont la partie centrale extensible comporte des plis, et il se distingue en ce que chaque extrémité comporte une première zone tubulaire de raccord à l'extrémité du soufflet, et au moins une deuxième zone tubulaire de raccord située entre la première zone tubulaire et la partie centrale, lesdites zones de raccord présentent des diamètres différents et sont reliées par un flanc tronconique, et sont susceptibles de recevoir des moyens de fixation, chaque zone étant délimitée par une nervure, et une rainure étant prévue au voisinage immédiat de la nervure de chaque deuxième zone tubulaire, du côté de l'ouverture du soufflet. Suivant une forme avantageuse de réalisation, la rainure formée dans la deuxième zone tubulaire de raccord est située entre la nervure et le flanc tronconique de liaison à la première zone de raccord. Le flanc tronconique de liaison entre les deux zones de raccord forme par rapport au plan diamétral un angle d'environ 300. Conformément à une forme préférentielle de réalisation de la présente invention, les flancs de deux plis successifs forment entre eux un angle d'environ 30 lorsque le soufflet est au repos, c'est-à-dire en position ni comprimée ni étirée. Le soufflet de l'invention possède une configuration comportant des zones de raccord tubulaire permettant de faciliter la mise en place et la fixation à chacune de ses deux extrémités, par l'intermédiaire de brides ou colliers de fixation, sur le boîtier de direction d'une part, et sur la barre de direction d'autre part. Ainsi mis en place, le soufflet de protection enveloppe la crémaillère sortant du bloc de direction et se raccordant à la barre de direction par une rotule. Il permet de protéger cette crémaillère des agressions extérieures, et aussi d'empêcher les projections ou fuites de lubrifiant utilisé pour la crémaillère et la rotule. Le soufflet de protection de crémaillère et de joint de barre de guidage de direction selon la présente invention peut être réalisé en toute matière présentant les qualités voulues d'élasticité, et par exemple en caoutchouc naturel renforcé ou synthétique, ou en matière élastomère. Il est préférable d'utiliser, pour la fabrication du soufflet, un matériau présentant un coefficient d'allongement à la rupture compris entre 5 et 9, et de préférence voisin de 7,5. Les plis du soufflet, ainsi que l'élasticité du matériau constitutif, doivent permettre de faire varier la longueur du soufflet dans un rapport de 1 à 4 environ. Ainsi, dans le cas d'un soufflet de crémaillère de direction de véhicule automobile léger, pour une longueur au repos d'environ 18 cm, la longueur en position comprimée peut être de 10 cm, et de 32 cm en position étirée. Dans ce cas, la longueur de la partie centrale, au repos, est d'environ 10 à 12 cm. L'invention s'étend également à un dispositif de montage spécialement adapté au soufflet de protection, se présentant sous la forme d'un élément tubulaire ouvert à ses deux extrémités, comprenant un tube cylindrique s'élargissant par un tronc de cône, et présentant des aspérités sur la surface intérieure du tube cylindrique, tandis que la surface extérieure de l'élément est lisse. Il est préférable que la partie tronconique de ce dispositif de mise en place soit flexible. Ceci peut être obtenu en choisissant la matière constitutive, qui peut être par exemple un chlorure de polyvinyle ou un néoprène, et aussi en prévoyant une moindre épaisseur de la paroi au niveau de la partie tronconique par rapport à la partie tubulaire cylindrique. Les aspérités formées sur la surface intérieure de la partie tubulaire peuvent être constituées par plusieurs nervures longitudinales, par exemple trois ou quatre nervures équidistantes formées dans la masse du matériau. La mise en place du soufflet au moyen du dispositif se fait simplement en plaçant le dispositif sur la barre trans versale de direction, et en le faisant glisser, jusqu'à ce que la partie tronconique, dirigée vers le bloc de direction, vienne recouvrir la rotule de jonction de la crémaillère à la barre. Après avoir le cas échéant découpé les extrémités du soufflet au niveau des nervures, en fonction des diamètres existants de la barre de direction et du support solidaire du bloc de direction où le soufflet doit prendre appui, on introduit le soufflet sur la partie tubulaire du dispositif de mise en place. En raison de sa flexibilité, l'ouverture du soufflet du côté du bloc de direction peut glisser et passer par dessus la partie tronconique du dispositif de mise en place, jusqu'à venir contre le bloc de direction où il est fixé de manière conventionnelle au moyen d'un collier ou d'une bride. On fait ensuite glisser l'autre extrémité du soufflet sur le cône de mise en place, on enlève ce dernier, puis on fixe de manière conventionnelle le soufflet sur la barre de direction. Il est important de noter que cette mise en place se fait simplement et aisément, bien que la surface extérieure de la partie tronconique du dispositif soit lisse, l'air retenu à l'intérieur du soufflet, qui aurait pu opposer une résistance à l'avancement du soufflet sur le cône, étant évacué par l'espace libre laissé à l'intérieur du dispositif grâce à la présence des nervures internes. Le soufflet de protection suivant la présente invention présente l'avantage de pouvoir s'adapter sur la majorité des crémaillères et barres de guidage de direction de véhicules automobiles légers, ce qui lui permet de se substituer à une centaine de modèles classiques environ, en raison de son élasticité et de sa forme adaptée. Sa mise en place, grâce au cône de montage spécialement adapté, se fait sans qu'il soit nécessaire de démonter l'arbre ou la rotule de direction, et on évite ainsi de devoir procéder à de nouveaux réglages du parallélisme de la direction. De plus, il procure une excellente protection, comparable à celle des soufflets classiques de la technique, tout en offrant une durée de vie prolongée. Les caractéristiques et avantages du soufflet de la présente invention apparaîtront plus en détail dans la description qui suit, relative à une forme préférentielle de réalisation, en référence aux dessins annexés, qui représentent Figure 1 : une vue schématique de côté d'un soufflet de protection suivant l'invention. Figure 2 : une vue agrandie en coupe de la partie A de la Figure 1. Figure 3 : une vue schématique de côté d'un cône de montage et de mise en place du soufflet de la Figure 1. Figure 4 : une vue de face du cône de la Figure 3. Comme le montre la Figure 1, le soufflet de protection de l'invention se présente sous la forme d'un manchon (1) de section plus importante dans sa partie centrale (2) qu'à ses extrémités (3) et (4) . L'extrémité (3) est située du côté du bloc de direction (non représenté) tandis que l'extrémité (4) est du côté de la barre de direction. La partie centrale (2) est de forme globalement tubulaire à section constante, et comporte une pluralité de plis (5) à flancs (6) inclinés par rapport à un plan diamétral. Cette partie centrale, lorsque le soufflet est mis en place, enveloppe la crémaillère de direction et le joint à rotule de la barre de direction. Le fond (7) et la crête (8) de chaque pli présente une forme arrondie identique mais d'orientation inversée. Lorsque le soufflet se présente à l'état non déformé, c'est-à-dire ni étiré, ni comprimé, les flancs (6) des plis forment un angle d'environ 150 par rapport au plan diamétral (c'est-à-dire qu'ils forment entre eux un angle d'environ 30 ), et l'arrondi du fond (7) et de la crête (8) présente un rayon de courbure compris entre 0,5 et 10 fois l'épaisseur de la paroi. L'extrémité (3) du côté du bloc de direction comporte, dans l'exemple représenté sur la Figure 1, trois zones tubulaires de raccord susceptibles de recevoir des brides de fixation sur le bloc de direction, suivant une technique usuelle. L'autre extrémité (4), du côté de la barre de direction, comporte aussi trois zones tubulaires de raccord susceptibles de recevoir des brides de fixation sur la barre de direction. Les diamètres de ces zones tubulaires (12, 13, 14) sont plus faibles que les diamètres des zones tubulaires correspondantes (9, 10, 11). Comme indiqué en détail sur la Figure 2, les zones tubulaires (11) et (12) sont délimitées par une nervure (15) et (16) respectivement, et les deux zones sont reliées par un flanc tronconique (17). De plus, une rainure (18) est formée dans la paroi du soufflet, entre la nervure (15) et le flanc tronconique (17). De même, une rainure (19) est prévue entre la nervure (16) et le flanc tronconique (20) de liaison avec la zone tubulaire de raccord d'extrémité. Le soufflet peut être découpé au niveau de l'une ou l'autre des rainures (18) et (19) lorsque la fixation du soufflet sur le bloc de direction doit se faire par la zone de raccord (11) ou (10), respectivement. Par contre, lorsque la fixation se fait sur la zone de raccord (9) d'extrémité, aucun découpage n'est nécessaire. Les zones de raccord (12), (13) et (14) situées du côté de la barre de direction sont similaires, mais leurs diamètres sont différents. Ainsi, dans le cas d'un soufflet destiné à des véhicules automobiles légers, les diamètres intérieurs des zones de raccord (9), (10) et (11) peuvent être de 31,3 mm, 37,5 mm et 50,7 mm, respectivement, tandis que les diamètres intérieurs des zones (12), (13) et (14) sont de 14 mm, 30,3 mm et 43,6 mm, respectivement, ces valeurs n'étant pas limitatives. Bien entendu, il est possible de retourner le soufflet de protection de telle sorte que les zones de plus petit diamètre soient du côté du bloc de direction et les zones de plus grand diamètre du côté de la barre de direction, en fonction des diamètres utilisés pour la fixation. La Figure 3 représente un dispositif de mise en place du soufflet de la Figure 1. Ce dispositif comprend une partie tubulaire cylindrique (21) s'élargissant en un tronc de cône (22), la paroi externe étant continue et lisse. Le rapport des diamètres du tube et de la grande base du tronc de cône est d'environ 1 à 3. Comme le montre la Figure 4, la surface intérieure de la partie tubulaire (21) comprend trois nervures longitudinales équidistantes (23). Ce dispositif est utilisé comme indiqué précédemment. REVENDICATIONS 1. Soufflet extensible de protection pour crémaillère et joint de barre transversale de direction de véhicule automobile, du type comprenant un manchon tubulaire (1) ouvert à ses deux extrémités, dont la partie centrale (2) extensible comporte des plis (5), caractérisé en ce que chaque extrémité (3, 4) comporte une première zone tubulaire de raccord (9, 12) à l'extrémité du soufflet, et au moins une deuxième zone tubulaire de raccord (10, 13) située entre la première zone tubulaire (9, 12) et la partie centrale (2), lesdites zones de raccord présentent des diamètres différents et sont reliées par un flanc tronconique (17, 20) , et sont susceptibles de recevoir des moyens de fixation, chaque zone étant délimitée par une nervure (15, 16), et une rainure (18, 19) étant prévue au voisinage immédiat de la nervure de chaque deuxième zone tubulaire, du côté de l'ouverture du soufflet. 2. Soufflet extensible de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rainure (18, 19) est située entre la nervure (15, 16) et le flanc tronconique (17, 20). 3. Soufflet extensible de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce que les flancs de deux plis successifs forment entre eux un angle d'environ 300 lorsque le soufflet est au repos. 4. Soufflet extensible de protection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flanc tronconique (17, 20) de liaison entre les deux zones de raccord forme par rapport au plan diamétral un angle d'environ 300 lorsque le soufflet est au repos. 5. Dispositif pour la mise en place d'un soufflet extensible de protection selon l'une quelconque des revendi cations précédentes, caractérisé en ce qu'il est constitué par un élément tubulaire ouvert à ses deux extrémités, comprenant un tube cylindrique s'élargissant par un tronc de cône, et présentant des aspérités sur la surface intérieure du tube cylindrique, tandis que la surface extérieure de l'élément est lisse. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les aspérité sont constituées par des nervures longitudinales.