Brevet FR2754024A1 — publié le 19980403

L'invention concerne un soufflet de transmission pour véhicule automobile et en particulier un soufflet de transmission disposé autour des parties de jonction d'un entraîneur de boite de vitesses et d'un arbre de transmission du mouvement à une roue du véhicule. On connaît des soufflets de transmission de véhicule automobile qui sont utilisés pour assurer la protection d'éléments de jonction de deux organes de transmission ainsi que le maintien d'un lubrifiant tel qu'une graisse en contact avec les éléments de jonction de la transmission. En particulier, les éléments de transmission entre la boîte de vitesses d'un véhicule automobile et les roues motrices comportent des parties de jonction autour desquelles on place un soufflet de transmission qui assure le maintien au contact des éléments de la transmission, d'une graisse assurant leur lubrification. Les soufflets de transmission doivent donc être montés de manière parfaitement étanche, par leurs parties d'extrémité, sur les éléments de la transmission, de manière à éviter des fuites de graisse de lubrification. De plus, l'état de la paroi du soufflet de transmission doit être contrôlé de manière à pouvoir remplacer le soufflet, pour éviter des fuites de graisse, lorsqu'une fissure ou une déchirure se produit dans la paroi du soufflet. Les soufflets de transmission qui sont destinés à entourer des éléments de transmission de diamètre différents, de forme générale tubulaire, présentent une paroi en matériau élastomère à symétrie de révolution ayant la forme générale d'un tronc-de-cône. De manière à permettre au soufflet d'absorber les déformations pendant le fonctionnement du véhicule, la paroi de forme générale tronconique du soufflet présente des ondes successives. Dans le cas d'un soufflet de transmission disposé autour des parties de jonction d'un entraîneur de boîte de vitesses et d'un arbre de transmission de roues, le soufflet de transmission comporte dans une partie d'extrémité destinée à assurer la jonction du soufflet avec l'entraîneur de roue, une manchette de forme cylindrique par l'intermédiaire de laquelle on réalise la jonction de l'extrémité du soufflet de transmission avec l'entraîneur de la boîte de vitesses. Pour assurer un appui satisfaisant de la manchette au niveau de la jonction, on utilise un support de soufflet de transmission de forme annulaire qui doit être préalablement monté de manière étanche et fixé sur une partie de l'entraîneur de la boîte de vitesses. La manchette de la partie d'extrémité du soufflet de transmission est engagée sur le support de soufflet solidaire de l'entraîneur de boîte de vitesses puis serrée contre une surface d'appui du support par un collier de fixation. Dans le cas d'un remplacement du soufflet de transmission, le collier de fixation est démonté, le soufflet de transmission devenu défectueux est séparé de la transmission et remplacé par un soufflet neuf dont la manchette d'extrémité est engagée sur le support puis fixée et serrée de manière étanche par le collier de fixation et de serrage. I1 est donc nécessaire d'équiper les soufflets de transmission de colliers de fixation et de mettre en place et de serrer ces colliers au moment du montage du soufflet de transmission. De ce fait, le montage des soufflets de transmission peut être relativement long et coûteux. Le but de l'invention est donc de proposer un soufflet de transmission pour véhicule automobile ayant une paroi en matière élastomère de forme tubulaire dont une partie d'extrémité annulaire peut être raccordée de manière étanche à un élément rigide cylindrique d'une transmission, ce soufflet de transmission pouvant être monté très rapidement et sans utiliser de collier de serrage. Dans ce but, le soufflet de transmission suivant l'invention comporte un insert métallique de forme annulaire solidaire de sa paroi et fixé coaxialement à sa paroi dans sa partie d'extrémité, l'insert ayant une partie de forme cylindrique dont le diamètre interne est supérieur au diamètre de l'élément cylindrique. De manière préférentielle, la partie d'extrémité du soufflet de transmission est réalisée de manière à pouvoir être séparée partiellement de l'insert, en cas de remplacement du soufflet de transmission, l'insert restant fixé de manière étanche sur l'élément cylindrique de transmission et constituant alors un support pour le montage d'un soufflet de transmission de remplacement suivant l'art antérieur. Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un soufflet de transmission suivant l'invention et suivant deux modes de réalisation différents, destiné à équiper la jonction entre un entraîneur de boîte de vitesses et un arbre de transmission de roues. La figure 1 est une vue en perspective d'un soufflet de transmission suivant l'invention et suivant un premier mode de réalisation. La figure 2 est une vue en coupe axiale du soufflet représenté sur la figure 1 dans sa position de service. La figure 2A est une vue agrandie du détail A de la figure 2. La figure 2B est une vue agrandie de la partie d'extrémité B du soufflet et de l'insert, suivant une variante de réalisation. La figure 3 est une vue en coupe suivant 3-3 de la figure 2, de l'insert métallique du soufflet de transmission. La figure 4 est une vue de détail analogue à la vue de la figure 2A montrant la mise en place d'un soufflet de remplacement sur l'insert d'un soufflet de transmission suivant l'invention dont on effectue le remplacement. La figure 5 est une vue en coupe axiale, analogue à la vue de la figure 2, d'un soufflet de transmission suivant un second mode de réalisation. La figure 5A est une vue à plus grande échelle du détail A de la figure 5. Sur les figures 1 et 2, on voit un soufflet de transmission suivant l'invention désigné de manière générale par le repère 1. Comme il est visible sur la figure 2, le soufflet 1 est destiné à entourer la zone de jonction entre un entraîneur de boîte de vitesses 2 et un arbre 3 de transmission d'une roue motrice d'un véhicule automobile. Le soufflet 1 de forme générale tubulaire comporte une paroi 4 en un matériau élastomère tel que le caoutchouc ayant une forme symétrique de révolution globalement tronconique, le diamètre de l'entraîneur 2 de la boîte de vitesses étant sensiblement supérieur au diamètre de l'arbre de transmission 3. La paroi 4 comporte de plus des ondes successives 5 permettant de faciliter la mise en place et les déformations en service du soufflet 1 qui est rempli, sur le véhicule en service, d'une graisse lubrifiante venant en contact avec les parties de jonction de l'entraîneur 2 et de l'arbre de transmission 3. Le soufflet 1 comporte une première partie d'extrémité 6 sous la forme d'un manchon dont le diamètre intérieur est pratiquement égal au diamètre extérieur de l'arbre de transmission 3. Le manchon 6 est serré sur l'arbre de transmission 3 par un collier de fixation 7. De cette manière, on assure une fixation étanche du soufflet de transmission sur l'arbre 3. La seconde partie d'extrémité 8 du soufflet 1, située dans la partie à grand diamètre du soufflet, comporte une manchette de forme cylindrique 9 dont le diamètre intérieur est sensiblement égal au diamètre extérieur de la partie d'extrémité de l'entraîneur 2. Selon l'invention, la partie d'extrémité 8 du soufflet de transmission comporte un insert métallique 10 de forme annulaire dont une partie est noyée dans la matière élastomère constituant la paroi du soufflet 1. La partie 8a de la paroi du soufflet dans laquelle est noyée l'insert présente une épaisseur supérieure à l'épaisseur de la partie courante de la paroi 4 du soufflet. Comme il est visible en particulier sur les figures 2A et 3, l'insert métallique 10 de forme annulaire comporte une première partie 10a de forme cylindrique, une seconde partie 10b, également de forme cylindrique, ayant un diamètre supérieur au diamètre de la partie 10a et une partie de jonction 10c annulaire sensiblement plane entre les parties cylindriques 10a et 10b. Le diamètre intérieur de la partie 10b de l'insert est également supérieur au diamètre externe de l'entraîneur 2. L'extrémité 10'a de la partie cylindrique 10a comporte un bord replié sur lui-même et vers l'extérieur améliorant l'ancrage de l'insert 10 à l'intérieur de la matière élastomère de la partie 8a de la paroi 4 du soufflet. La paroi de la partie cylindrique 10a de l'insert 10 comporte des ouvertures traversantes 12 régulièrement réparties autour de la partie cylindrique 10a dans des positions situées par exemple à 45" l'une de l'autre autour de l'axe de l'insert 10. De plus, la partie plane 10c de l'insert comporte également des ouvertures traversantes 13 dans des positions angulaires identiques ou décalées par rapport à celles des ouvertures 12. La partie d'extrémité 8 du soufflet de transmission 1 peut être réalisée par surmoulage de la matière élastomère de la paroi 8a sur l'insert 10 disposé dans le moule de fabrication du soufflet 1. La matière élastomère passe à travers les ouvertures 12 et 13 et remplit ces ouvertures, de telle sorte que l'insert se trouve fixé dans la matière élastomère, sans qu'il soit besoin d'assurer une adhérisation entre la matière élastomère et le métal de l'insert 10. La matière élastomère remplissant le moule de formage du soufflet 1 vient en contact avec la surface intérieure de la partie cylindrique 10b de l'insert 10 pour constituer la manchette 9 qui doit être maintenue contre la surface interne de la partie 10b de l'insert. Pour cela, la matière élastomère recouvre également le bord d'extrémité de la partie cylindrique 10b de l'insert pour constituer des languettes 11 assurant le maintien de la manchette cylindrique 9 au contact de la surface intérieure de la partie cylindrique 10b de l'insert 10 et évitant le plissement de la manchette 9. A titre de variante, comme représenté sur la figure 2B, la manchette 9' en contact avec la surface interne de la partie 10b de l'insert 10 peut comporter un bourrelet annulaire 9'a en saillie vers l'intérieur et une zone 9'b de faible épaisseur entre le bourrelet 9'a et la partie 8'a du soufflet de forte épaisseur dans laquelle est noyé l'insert 10. Avant de réaliser le montage du soufflet sur une transmission de véhicule automo bile, on arrache par étirement la manchette 9' au niveau de la zone affaiblie 9'b pour la séparer de la partie 8'a du soufflet. A titre de variante, on peut également réaliser une adhérisation de la manchette 9 sur la surface interne de l'insert pour éviter son plissement. L'insert 10 est dans une disposition coaxiale par rapport au soufflet 1 et solidaire de la partie 8a du soufflet. De manière typique, l'insert peut être réalisé en acier et présenter une épaisseur de l'ordre d'1 mm. La partie 8a du soufflet (figures 2 et 2A) ou 8'a (figure 2B) à forte épaisseur comporte une face frontale 8b (ou 8'b) perpendiculaire à l'axe du soufflet par l'intermédiaire de laquelle est réalisée l'étanchéité entre le soufflet et l'élément cylindrique 2 de la transmission (qui peut être un entraîneur de boîte de vitesse) lors du montage du soufflet. Pour son montage sur l'entraîneur 2, le soufflet est engagé sur l'extrémité de l'entraîneur par l'intermédiaire de la partie lOb de l'insert et éventuellement de la manchette 9. L'entraîneur 2 présente une gorge 14 dans sa surface latérale externe. L'extrémité 10e de l'insert 10 en position engagée sur l'entraîneur 2 se trouve en vis-à-vis de la gorge 14. On réalise en usine le sertissage de l'extrémité 10e de l'insert 10 à l'intérieur de la gorge 14. Lors de cette opération réalisée en usine, on exerce un effort important sur l'insert et donc sur le soufflet, dans la direction axiale. Par exemple, on exerce un effort de l'ordre de 500 kg pour réaliser le rabattement de la partie d'extrémité de l'insert du soufflet de transmission selon l'invention, lors de sa fixation sur un entraîneur de boîte de vitesse de véhicule automobile. L'effort axial sur le soufflet produit une mise en contact avec une forte pression de la surface frontale 8b (8'b) du soufflet contre la surface frontale de l'entraîneur de boîte de vitesse. Pour améliorer le contact étanche de la surface 8b contre la surface frontale de l'entraîneur 2, on peut prévoir lors de la réalisation du soufflet, une ou plusieurs nervures annulaires en saillie axiale sur la surface 8b. On prévoit généralement deux nervures annulaires concentriques 23 et 24 qui sont comprimées et écrasées entre le soufflet et l'entraîneur, lors du rabattement de l'extrémité 10e de l'insert dans la gorge 14. Ces nervures annulaires jouent le rôle de joints d'étanchéité, lors de la fixation étanche du soufflet sur l'entraîneur de boîte de vitesse. De ce fait, on obtient une jonction résistante et étanche de la partie d'extrémité du soufflet de transmission et de l'entraîneur de la boîte de vitesses. Le montage du soufflet de transmission sur l'entraîneur de la boîte de vitesses est réalisé sans utiliser de support de soufflet monté préalablement sur l'entraîneur 2 et de collier de serrage. On diminue ainsi les coûts et les temps d'exécution pour réaliser le montage du soufflet de transmission. De plus, on réalise, au moment du moulage, dans la partie 8a de la paroi 4 du soufflet de transmission 1, en vis-à-vis de l'extrémité de la partie cylindrique lOa de l'insert 10 reliée à la partie annulaire lOc, une première gorge 15 débouchant sur la surface externe du soufflet et une seconde gorge 15a sur la surface interne du soufflet ayant une faible profondeur constituant une amorce de rupture en vis-à-vis de la zone dans laquelle se trouve la première gorge 15. La partie 8a de la paroi présente une épaisseur résiduelle faible autour de l'insert 10 dans la zone où sont réalisées les gorges 15 et 15a. L'insert 10 présente une forme en tout point analogue à la forme d'un support de soufflet suivant l'art antérieur. En particulier, la partie cylindrique l0a de l'insert dont le bord replié 1O'a constitue une butée d'arrêt est analogue à la surface d'un support de soufflet suivant l'art antérieur sur lequel on engage la partie d'extrémité du soufflet qui est serrée par un collier. Pour réaliser l'insert 10 selon l'invention, on peut utiliser un support de soufflet de type classique sur lequel on réalise les perçages 12 et 13 répartis autour de l'axe du soufflet dans ses parties îOa et lOc. Dans le cas où le soufflet 1 mis en place à l'origine sur le véhicule devient défectueux, par exemple par apparition de fissures ou de déchirures de sa paroi 4, il est nécessaire d'effectuer son remplacement pour éviter des fuites de graisse. Pour effectuer le remplacement du soufflet de transmission 1 devenu défectueux, on réalise le découpage de la matière élastomère d'abord en vis-à-vis des ouvertures 12 de l'insert pour séparer la partie défectueuse du soufflet, de l'entraîneur, puis suivant la partie de paroi 8a amincie au niveau des gorges 15 et 15a, autour de l'insert 10, pour assurer une finition de la découpe. Comme il est visible sur la figure 4, il subsiste, fixé sur l'entraîneur 2, l'insert 10, la partie 8"a de la paroi 8a entourant la partie plane lOc de l'insert 10 et la manchette de fixation et d'étanchéité 9. Cette partie restante du soufflet de transmission d'origine peut être utilisée pour jouer le rôle de support d'un soufflet de transmission de remplacement 1' qui est réalisé selon l'art antérieur. La manchette de montage 9' du soufflet de remplacement 1' est engagée sur la partie cylindrique îOa de l'insert 10. Le serrage pour la fixa tion étanche du soufflet est assuré par un collier de fixation 16. La partie restante 8"a du soufflet reste fixée de manière étanche sur l'entraîneur 2. La partie relevée et repliée 1O'a du bord de l'insert 10 assure la retenue axiale de la partie d'engagement et de montage étanche du soufflet de transmission de remplacement 1'. Le soufflet de transmission suivant l'invention et suivant le mode de réalisation décrit précédemment permet donc de réaliser un montage rapide et peu coûteux du soufflet sur le véhicule et un remplacement du soufflet, lorsqu'il est devenu défectueux en service, par un soufflet de transmission de type classique. Sur les figures 5 et 5A, on a représenté un soufflet de transmission 17 suivant l'invention et suivant un second mode de réalisation. Comme il est visible sur la figure 5, le soufflet 17 est engagé et fixé sur la partie d'extrémité de l'entraîneur 21 de la boîte de vitesses du véhicule par l'intermédiaire d'une partie d'extrémité 18 comportant une manchette 19 de forme cylindrique constituant la partie terminale du soufflet en matériau élastomère et une partie de paroi en élastomère 18a d'épaisseur accrue dans laquelle est fixé un insert métallique 20. Comme dans le cas du premier mode de réalisation, la partie 18a du soufflet est fixée de manière étanche contre la surface frontale de l'entraîneur 21, par rabattement de l'extrémité de l'insert 20 dans une gorge périphérique 22 usinée sur la surface externe de l'entraîneur 21. La surface frontale 18b de la partie 18a du soufflet sur laquelle sont prévues des nervures annulaires en saillie axiale est appliquée avec une forte pression contre la surface frontale de l'entraîneur 21. Comme il est visible en particulier sur la figure 5A, l'insert métallique 20 comporte une partie plane de forme annulaire 20a dont le bord 20'a est replié sur luimême de manière incomplète, de telle sorte que, lors du moulage de la matière élastomère du soufflet sur l'insert 20, celle-ci remplisse l'espace libre entre les deux parties du bord replié 20'a. L'insert métallique 20 est fixé, par l'intermédiaire de ses parties 20, 20'a à l'intérieur de la partie d'épaisseur accrue 18a de la paroi du soufflet, de telle sorte que l'insert métallique 20 de forme annulaire soit fixé de manière rigidement solidaire de la paroi du soufflet, dans une disposition coaxiale par rapport à cette paroi. On peut réaliser la partie d'extrémité 18 du soufflet par surmoulage de la matière élastomère constituant la paroi du soufflet sur l'insert 20 placé dans le moule de formage du soufflet. Pour assurer la fixation de l'insert 20 dans la paroi du soufflet, on réalise une liaison par adhérisation entre la matière élastomère et l'insert métallique ou une liaison sans adhérisation, la matière élastomère entourant complètement la partie noyée 20a de l'insert 20 et réalisant un ancrage de l'insert en remplissant l'espace libre entre les deux parties du rebord 20'a. On peut réaliser le montage et la fixation du soufflet sur l'entraîneur de la boîte de vitesses sans utiliser de support de soufflet et de collier de fixation. Dans le cas où le soufflet 17 deviendrait défectueux après un certain temps de service sur le véhicule automobile, il est nécessaire de réaliser son démontage par séparation de l'entraîneur 21. Le soufflet de remplacement est alors un soufflet de structure identique au soufflet dont on a réalisé le démontage. Pour démonter le soufflet défectueux, le dépliage de l'extrémité de l'insert 20 rabattue dans la gorge 22 doit être réalisé en utilisant des outils appropriés tels qu'un marteau et un burin. Pour fixer le soufflet de remplacement sur l'entraîneur 22, le pliage du bord d'extrémité de l'insert, dans la gorge 22, doit être réalisé par martelage manuel. Dans tous les cas, l'invention permet de réaliser plus rapidement et sans utiliser de collier de fixation le montage du soufflet de transmission sur l'entraîneur de la boîte de vitesses. L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation qui ont été décrits. C'est ainsi que l'insert métallique fixé dans la partie d'extrémité du soufflet de transmission peut présenter une forme différente de celles qui ont été décrites. L'insert métallique peut présenter la forme d'un support classique de fixation d'un soufflet de transmission ou une forme différente. L'insert métallique peut être fixé dans la paroi en élastomère du soufflet par surmoulage avec ou sans adhérisation du matériau élastomère sur l'insert métallique. L'insert métallique peut être également fixé dans la paroi du soufflet de transmission, par une technique de fabrication différente du surmoulage. La paroi en matériau élastomère du soufflet peut comporter ou non des zones de découpage facilitant les opérations de remplacement du soufflet de transmission. Enfin, le soufflet de transmission suivant l'invention peut être fixé par sa partie d'extrémité comportant l'insert métallique sur une pièce cylindrique différente d'un entraîneur d'une boîte de vitesses. De manière générale, le soufflet de transmission suivant l'invention peut être utilisé dans tout type de véhicule automobile et associé à toute partie de jonction de la transmission du véhicule. REVENDICATIONS 1.- Soufflet de transmission pour véhicule automobile ayant une paroi (4) en matériau élastomère de forme tubulaire dont une partie d'extrémité (8, 18) annulaire peut être raccordée de manière étanche à un élément rigide cylindrique (2, 21), caractérisé par le fait qu'il comporte de plus un insert métallique (10, 20) de forme annulaire solidaire de la paroi (4) du soufflet (1, 17) et fixé coaxialement à la paroi (4) du soufflet (1, 17) dans sa partie d'extrémité (8, 18), 1 'insert ayant une partie de forme cylindrique (lOb, 20b) dont le diamètre interne est supérieur au diamètre de l'élément cylindrique (2, 21). 2.- Soufflet suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'insert métallique (10, 20) est fixé dans la partie d'extrémité (8, 18) de la paroi (4) du soufflet (1,17), par surmoulage de la matière élastomère de la paroi (4) du soufflet (1, 17) sur 1 'insert (10, 20). 3.- Soufflet suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'insert (10) comporte des ouvertures traversantes (12, 13) réparties suivant sa périphérie, de manière que le matériau élastomère traverse et remplisse les ouvertures (12, 13) de l'insert métallique (10) pour assurer la fixation de l'insert métallique dans la paroi en matériau élastomère (4, 8) du soufflet (1) sans adhérisation. 4.- Soufflet suivant la revendication 3, caractérisé par le fait que l'insert métallique (10) de forme annulaire comporte une première partie cylindrique (10a), une seconde partie cylindrique (lOb) d'un diamètre supérieur au diamètre de la première partie cylindrique (lova) et une partie annulaire plane (10c) joignant la première partie cylindrique (lOa) de 1 'insert à la seconde partie cylindrique (10b), les ouvertures traversantes (12, 13) de l'insert étant réparties suivant la périphérie de la première partie cylindrique (10a) et de la partie plane de jonction (lOc). 5.- Soufflet suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que la première partie cylindrique (lova) de l'insert métallique (10) comporte un bord libre (lO'a) replié sur lui-même et vers l'extérieur. 6.- Soufflet suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que la partie d'extrémité (8) de la paroi du soufflet (1) comporte au moins une gorge (15, 15a) débouchant vers l'extérieur ou l'intérieur de la paroi (4, 8) du soufflet (1), disposée en vis-à-vis de l'extrémité de la première partie cylindrique (lOa) de l'insert (10) reliée à la partie annulaire plane (10c) de l'insert, de manière à faciliter le découpage de la paroi (4, 8a) du soufflet (1) tout en gardant en place une partie (8"a) du soufflet assurant le raccordement étanche sur l'élément cylindrique (2), dans le cas d'un remplacement du soufflet (1) devenu défectueux en service. 7.- Soufflet suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la partie d'extrémité du soufflet de forme annulaire (8, 18) est en appui par l'intermédiaire d'une face frontale (8b, 18b) perpendiculaire à l'axe du soufflet avec une face frontale de l'élément cylindrique (2, 21) qui comporte une gorge (14, 22) périphérique dans sa surface latérale externe, un contact étanche entre les faces frontales de la partie d'extrémité (8, 18) du soufflet et la face frontale de l'élément cylindrique (2, 21) étant assuré par rabattement d'une extrémité de l'insert métallique (10, 20) dans la gorge (14, 22) de l'élément cylindrique de manière qu'un effort de direction axiale soit exercé sur le soufflet. 8.- Procédé de remplacement d'un soufflet de transmission suivant la revendication 6, devenu défectueux en service sur le véhicule automobile, caractérisé par le fait qu'on découpe le matériau élastomère de la paroi (4, 8a) du soufflet (1), au niveau de la gorge (15, 15a) prévue dans la paroi (4, 8a), de manière à séparer une partie défectueuse de la paroi en matériau élastomère (4, 8a) du soufflet (1) d'une partie (8"a) de la paroi en matériau élastomère solidaire de l'insert (10) et restant fixée de manière étanche sur l'élément cylindrique (2), qu'on engage sur la première partie cylindrique (lova) de l'insert (10) un soufflet de remplacement d'un type classique ne comportant pas d'insert métallique et qu'on fixe le soufflet de remplacement sur la première partie cylindrique (lova) de l'insert (10) en utilisant un collier de fixation et de serrage (16).