Brevet FR2770883A1 — publié le 19990514

La présente invention a pour objet un soufflet protecteur pour joint articulé d'arbre de transmission. Il est destiné à être disposée autour des joints lubrifiés de type "cardan" ou homocinétiques utilisés pour transmettre un mouvement de rotation à des organes mobiles, en particulier dans le domaine des véhicules routiers automobiles et concerne avant tout le secteur industriel de la fabrication de pièces de rechange pour ateliers de réparation et de maintenance des voitures ou poids lourds. Ces dispositifs ont deux fonctions essentielles. D'une part, ils servent à protéger les joints et articulations contre les corps étrangers, chocs et autres éléments extérieurs et, d'autre part, à contenir de manière étanche la masse lubrifiante dont le joint articulé a besoin pour durer. Ces soufflets sont soumis à des déformations constantes, en longueur et en inclinaison, tout en étant soumis à des rotations de vitesse très variable. Ils sont généralement constitués d'une gaine tubulaire conique en élastomère souple, habituellement moulée en une seule pièce, formé d'une partie centrale avec ondulations permettant la flexion et l'extension axiale du corps, et de deux extrémités comportant l'une et l'autre des zones de fixations cylindriques avec un diamètre intérieur permettant leur raccordement sur les éléments correspondants du joint articulé. Le maintien et l'étanchéité sont le plus souvent assurés au moyen de colliers de serrage destinés à être montés aux deux extrémités des soufflets dans des gorges prévues à cet effet. Après mise en place du soufflet, ces colliers sont positionnés aux emplacements adéquats et serrés à l'aide d'un outil à fonctionnement manuel ou mécanique. Afin d'éviter le démontage de l'organe de transmission, la mise en place des soufflets, en particulier pour le remplacement des pièces défaillantes, est souvent réalisée à l'aide d'un cône creux rigide dont la base est appliquée contre le "bol" (élément de plus grand diamètre) du joint articulé, et sur lequel la gaine est glissée en forçant de manière à provoquer un étirement radial suffisant pour positionner son extrémité la plus large sur la périphérie dudit "bol", et l'extrémité de plus faible diamètre sur l'arbre de transmission. Arrivée à l'extrémité du cône, la gaine se rétracte brutalement pour se positionner du bon côté du bol. La durée de ces opérations peut être relativement importante en raison, en particulier, de la difficulté d'accès aux organes de transmission. En outre, la force de serrage appliquée aux colliers n'est généralement pas vérifiée, ce qui, en cas de valeur incorrecte, peut entraîner une diminution de la fiabilité du montage. Un serrage trop énergique risque d'entamer la paroi du soufflet et provoquer une déchirure au bout d'un certain temps, un serrage insuffisant pouvant être la cause d'un glissement ou déboîtement de la protection risquant d'entraîner des dégâts graves par perte de graisse. Ces contraintes, ainsi que la nécessité de disposer d'un outillage spécifique, réserve bien sûr ce travail à des mécaniciens spécialisés. Pour un travail optimal, il est en effet nécessaire de disposer de cônes de pose, ou de bagues d'extension de diamètres différents. Quelle que soit par ailleurs la qualité du montage, la matière lubrifiante contenue dans le soufflet a tendance, sous l'effet des mouvements du soufflet, de la chaleur dégagée par les roulements et de la force centrifuge, à s'écarter des parties du joint proches de l'axe de rotation, ce qui, en cas de fuite ou de mauvais remplissage, peut compromettre sérieusement le fonctionnement ou la durée du dispositif. L'invention a pour objectif de faciliter suffisamment la mise en place d'un soufflet de protection pour permettre à un amateur bricoleur de le monter luimême. Il garantit en outre une excellente lubrification du joint articulé, ainsi qu'une parfaite étanchéité de la gaine grâce à un serrage correct des zones de fixation. Le dispositif est constitué d'un soufflet conique dont l'extrémité de petit diamètre est expansible et présente une section en dents de scie prolongées axialement par des plis de manière à pouvoir s'étendre radialement sans efforts pour permettre la mise en place du soufflet par-dessus le "bol" du joint articulé sans outillage, la partie centrale pouvant avantageusement comporter une ou plusieurs nervures internes hélicoïdales entraînant la graisse contenue dans le dispositif vers l'articulation lorsque celle-ci est en rotation. Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs de formes de réalisation de l'objet de l'invention: la figure 1 représente, vu de côté, un soufflet tel qu'il est fabriqué, la figure 2 montre le même soufflet vu en bout du côté de l'extrémité de plus faible diamètre, les figure 3 et 4 représentent dans les mêmes conditions un soufflet tel qu'il apparaît après serrage de l'extrémité de petit diamètre sur l'arbre d'entraînement du joint articulé, la figure 5 est une vue en bout de l'extrémité expansible étendue au maximum, la figure 6 est une vue de côté d'un soufflet monté sur un joint articulé, les figures 7 et 8 sont des coupes axiales selon les flèches F-F de la figure 4 de deux variantes de soufflets avec nervures hélicoïdales internes, la figure 9 est une vue partielle de l'extrémité expansible équipée d'un moyen de serrage intégré formé d'une languette moulée en même temps que le soufflet et la figure 10 est un détail montrant une extrémité de grand diamètre pourvue d'un moyen de serrage intégré formé d'une bague cylindrique retournable moulée également en même temps que le soufflet. Le dispositif, figures 1 à 10, est constitué d'une gaine ou conique réalisé dans un matériau souple résistant aux lubrifiants, tel que caoutchouc ou élastomère, et comportant trois parties: deux extrémités 1, 2 permettant de fixer de manière étanche ladite gaine respectivement sur l'articulation 3 et sur l'arbre d'entraînement 4 du joint articulé, et un corps central 5 pourvu d'ondulations périphériques 6 permettant sa flexion et des déformations axiales. Afin de permettre une mise en place facile sans démontage de la transmission, l'extrémité de petit diamètre 2 présente une section extensible radialament en dents de scie 7 prolongées le long d'une partie du corps central 5 par des plis 8 de direction axiale et de section identique mais dégressive. La forme de ces dents et de ces plis est déterminée de façon à ce que la totalité du soufflet puisse être passée sur l'articulation 3 sans efforts lorsque l'extrémité de petit diamètre est déployée et que la mise en place d'un moyen de serrage tel que collier 9, une fois cette extrémité amenée sur l'arbre d'entraînement 4, fasse se coucher les plis les uns sur les autres et rende l'assemblage étanche. La lubrification des organes de l'articulation 3 du joint peut être améliorée de façon significative au moyen d'une ou plusieurs nervures hélicoïdales 10, 10' internes déterminées de manière à provoquer un mouvement de la matière lubrifiante vers ceux-ci. Sur la figure 7 on peut voir de telles nervures appliquées à un soufflet à ondulations 6 parallèles, ces nervures "chevauchant" celles-ci, alors que sur la figure 8 les ondulations 6' elles-mêmes sont hélicoïdales, les nervures 10' étant disposées sur la face interne du creux de ces ondulations. La rotation de la transmission, et donc du corps central 5 du soufflet et de la graisse incluse, entraîne cette dernière, sous l'effet de la force centrifuge, à suivre les nervures 10, 10' en direction de l'extrémité de grand diamètre 1. C'est précisément dans cette zone que se trouvent les éléments mécaniques qui ont besoin de graissage (joints, roulements, etc). Cet effet augmente avec la vitesse de rotation. Comme le montre la figure 8, l'extrémité de grand diamètre 1 peut être de type dit "universel", c'est-à-dire comporter des zones cylindriques de fixations multiples en gradin, permettant d'utiliser une même gaine pour plusieurs joints articulés de dimensions différentes. Le soufflet comportera avantageusement au moins à l'une de ses extrémités 1, 2, et éventuellement aux deux extrémités, un moyen de serrage intégré en élastomère, moulé en une seule opération avec la gaine, se mettant en place sans outillage et dont la force de serrage est indépendante de la façon d'opérer du monteur assurant la mise en place. Ce moyen de serrage peut consister en une languette 11 (figure 9) apte à entourer les extrémités cylindriques 1, 2 du soufflet, celles-ci étant éventuellement pourvues de nervures de guidage latérales 12 semblables à celles habituellement utilisées pour les colliers de serrage non intégrés. Les languettes comporteront un moyen de blocage consistant par exemple en une ou plusieurs perforations 13 disposées à l'extrémité, associée à au moins un "bouton" ou rivet 14 solidaire de l'extrémité cylindrique 1, 2, ou en boules ou dispositifs d'arrêt de forme appropriée solidaires de la languette 11, l'ensemble étant agencé de manière à ce que l'extrémité de la languette soit passée sous ellemême pour assurer le blocage. Le moyen de serrage intégré de l'extrémité de plus grand diamètre 1 peut être constitué d'une bague cylindrique 15 moulée d'une seule pièce avec le soufflent, prolongeant ladite extrémité et déterminée pour pouvoir être rabattue sur celle-ci. La force de serrage peut être adaptée aux besoins en jouant sur l'épaisseur de la bague de serrage 15, et la différence entre les rayons intérieurs de l'extrémité cylindrique 1 et de la bague (figure 10). Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par des dispositifs similaires. REVENDICATIONS 1 . Soufflet protecteur pour joint articulé d'arbre de transmission, du type constitué d'une gaine tubulaire conique en élastomère souple, formée d'un corps central (5) avec ondulations permettant la flexion et l'extension axiale, et de deux extrémités (1, 2) avec zones de fixations cylindriques, destiné aux joints articulés lubrifiés de type "cardan" ou homocinétiques utilisés en particulier pour les véhicules routiers automobiles et conçu surtout pour servir de pièce de rechange, caractérisé en ce que l'extrémité de petit diamètre (2) se fixant sur l'arbre d'entraînement (4) du joint articulé est expansible de manière à pouvoir s'étendre radialement sans efforts pour permettre la mise en place du soufflet en passant par-dessus l'articulation du joint articulé sans outillage. 20. Soufflet protecteur selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que l'extrémité de petit diamètre (2) présente une section en dents de scie (7) prolongées axialement par des plis (8) aménagés le long d'une partie du corps central (5), la forme desdites dents et desdits plis étant déterminée de façon à ce que la mise en place d'un moyen de serrage tel que collier (9), une fois cette extrémité amenée sur l'arbre d'entraînement (4), fasse se coucher les plis les uns sur les autres et rende l'assemblage étanche. 30. Soufflet protecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le corps central (5) comporte une ou plusieurs nervures hélicoïdales (10, 10') internes aptes à entraîner la graisse contenue dans le dispositif vers l'articulation (3) lorsque la transmission est en rotation. 40. Soufflet protecteur selon la revendication 3, se caractérisant par le fait que le corps central (5) comporte des ondulations (6) parallèles et que les nervures hélicoïdales (10) chevauchent ces ondulations. 5 . Soufflet protecteur selon la revendication 3, se caractérisant par le fait que le corps central (5) comporte des ondulations (6') hélicoïdales, les nervures (10') étant disposées sur la face interne du creux desdites ondulations. 60. Soufflet protecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que au moins l'une des deux extrémités (1, 2) est pourvue d'un moyen de serrage intégré en élastomère, moulé en une seule opération avec le soufflet, se mettant en place sans outillage et dont la force de serrage est indépendante de la façon d'opérer du monteur assurant la mise en place du dispositif. 70. Soufflet protecteur selon la revendication 6, se caractérisant par le fait que le moyen de serrage intégré est constitué d'une languette (11) apte à entourer l'une des extrémités cylindriques (1, 2) et comportant un moyen de blocage tel qu'une ou plusieurs perforations (13) disposées à l'extrémité et associée à au moins un "bouton" ou rivet (14) solidaire de l'extrémité du soufflet, ou dispositif d'arrêt agencé de manière à ce que l'extrémité de la languette soit passée sous elle-même pour assurer le blocage. 80. Soufflet protecteur selon la revendication 6, se caractérisant par le fait que le moyen de serrage intégré de l'extrémité de plus grand diamètre (1) est constitué d'une bague cylindrique (15) moulée d'une seule pièce avec le soufflet, prolongeant ladite extrémité de plus grand diamètre, et déterminée pour pouvoir être rabattue sur celle-ci.