Brevet FR2761130A1 — publié le 19980925

L'invention concerne un dispositif à soufflet du type comprenant un soufflet élastique destiné à être relié par une première extrémité à un premier élément rotatif et dont la deuxième extrémité présente un rebroussement vers l'extérieur, l'extrémité libre de ce rebroussement étant destinée à être fixée à un deuxième élément rotatif. L'invention s'applique aux joints homocinéti- ques assurant la transmission du mouvement rotatif entre deux arbres, notamment dans des véhicules automobiles. De tels joints comprennent généralement un corps de joint solidaire d'un des arbres et entourant un dispositif de transmission du mouvement rotatif entre les deux arbres, par exemple un dispositif à tripode. Un dispositif à soufflet est alors relié à l'un des arbres et à un capot prolongeant le corps de joint, solidaire du deuxième arbre, afin de protéger le dispositif de transmission contre les agents extérieurs et pour maintenir le lubrifiant dans celui-ci. Lorsqu'un des arbres est entraîné en rota- tion, le soufflet sous l'effet des forces centrifuges, a tendance à s'écarter du premier arbre. La disposition générale du dispositif à soufflet du type précité et en particulier le rebroussement du soufflet, permettent de maintenir le soufflet à proximité du premier arbre et donc de limiter l'effet de ces forces. Cependant, pour des vitesses de rotation élevées, l'écartement du soufflet sous l'effet des forces centrifuges peut devenir suffisant pour provoquer son pliage au niveau de la limite intérieure de fixation de l'extrémité libre de son rebroussement sur le capot. Ce pliage, compte tenu des fréquences de rotations élevées, conduit à une usure prématurée et à la déchirure du soufflet au niveau de la zone de pliage. De tels problèmes se rencontrent en particulier pour des joints homocinétiques de transmission soumis à des environnements de température élevée et/ou de basse pression (par exemple en haute altitude). En effet, dans ces deux cas la pression à l'intérieur du soufflet est supérieure à la pression extérieure, ce qui favorise l'écartement du soufflet par rapport au premier arbre. L'invention a pour but d'apporter une solution aux problèmes mentionnés précédemment et en particulier de fournir un dispositif à soufflet permet- tant de travailler à de grandes vitesses de rotation et dans des environnements de température élevée et/ou de basse pression, en limitant l'endommagement du soufflet. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif à soufflet du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend un organe rigide de stabilisation du soufflet, cet organe comportant une partie radialement extérieure de liaison adaptée pour assurer une retenue axiale dudit organe par rapport au deuxième élément rotatif, et une partie radialement intérieure adaptée pour s'étendre axialement vers le rebroussement, à l'intérieur de celui-ci, et pour présenter vers le soufflet une surface annulaire dépourvue d'arête vive. Le dispositif à soufflet selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes: - la partie radialement intérieure de l'organe de stabilisation du soufflet est adaptée pour s'étendre axialement vers le fond du rebroussement au- delà de la limite intérieure de fixation de l'extrémité libre du rebroussement sur ledit deuxième élément rotatif; - ladite surface annulaire est sensiblement torique; - ladite surface annulaire est adaptée pour s'étendre radialement vers le premier élément rotatif en ménageant un jeu minimal de débattement du premier élément rotatif et du soufflet; l'extrémité libre du rebroussement présente un bourrelet annulaire, l'extrémité libre du deuxième élément rotatif est repliée et forme une gorge de logement et de fixation du bourrelet, et l'organe de stabilisation du soufflet est une bague en une ou plusieurs parties dont l'extrémité axialement intérieure constitue ladite partie intérieure s'étendant vers le rebroussement, et dont une surface radialement extérieure est destinée à coopérer avec une surface radialement intérieure de l'extrémité libre repliée du deuxième élément rotatif; - la surface radialement extérieure de la bague, d'une part, est évasée vers l'extérieur à l'extré- mité axialement extérieure de la bague, et d'autre part présente un épaulement d'encliquetage et de positionne- ment axial de la bague par rapport au deuxième élément rotatif, destiné à s'appuyer sur le bord de ladite extrémité libre repliée de ce dernier; l'extrémité libre du rebroussement présente un bourrelet annulaire, et l'extrémité libre du deuxième élément rotatif est repliée et forme une gorge de logement et de fixation du bourrelet, puis se prolonge en un rebord replié constituant l'organe de stabili- sation; - l'organe de stabilisation du soufflet est une bague en une ou plusieurs parties dont l'extrémité axialement extérieure est repliée vers l'extérieur et est adaptée pour coopérer avec la surface radialement extérieure du deuxième élément rotatif pour assurer la retenue axiale de la bague, notamment par encli- quetage; - il comprend des moyens de réglage de la position axiale dudit organe par rapport au deuxième élément rotatif, notamment par vissage mutuel. L'invention a également pour objet une bague en une ou plusieurs parties constituant l'organe de stabilisation d'un dispositif à soufflet tel que défini ci-dessus. L'invention a finalement pour objet un joint de transmission comprenant un premier et un deuxième éléments rotatifs, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif à soufflet tel que défini ci-dessus. Des exemples de réalisation de l'invention vont maintenant être décrits en regard des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe partielle longitudinale d'un joint de transmission selon l'inven- tion, - la figure 2 est une vue agrandie de la partie cerclée II de la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective de la bague du dispositif à soufflet du joint de transmis- sion de la figure 1, - la figure 4 est une vue en coupe longitudi- nale, suivant un plan de coupe différent de celui de la figure 1, de la bague de la figure 3, - les figures 5 à 8 sont des vues analogues à la figure 2 illustrant chacune un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 1 représente un joint 1 de trans- mission homocinétique à tripode du type coulissant. Ce joint rotatif 1, à symétrie ternaire autour d'un axe XX', dans la position alignée représentée, comprend un corps 3 de joint. Ce corps 3 de joint enferme un dispositif 5 de transmission à tripode muni de galets sphériques 7, et relié à un premier arbre 9 rotatif. Le corps 3 de joint est solidaire d'un deuxième arbre non représenté, lui aussi d'axe XX'. Un tel joint de transmission est classique et permet de transmettre un mouvement rotatif entre les deux arbres en autorisant une translation dans la direction de l'axe XX' ainsi qu'un débattement angulaire du premier arbre 9 par rapport au deuxième. Le corps 3 de joint est prolongé par un capot en tôle 11 solidaire de celui-ci et entourant à distance le premier arbre 9. Ce capot 11 est replié à 180 à son extrémité libre 13 vers l'axe XX', ménageant ainsi une gorge 15 annulaire dont le rôle est précisé plus loin. Le joint 1 de transmission comprend en outre un dispositif 17 à soufflet, entourant le premier arbre 9 et comprenant un soufflet élastique 19 et une bague rigide 21 en matière plastique. Le soufflet 19 a une forme générale cylindri- que. L'extrémité axialement extérieure du soufflet 19 est liée au premier arbre 9 par un collier 23 de serrage, représenté desserré sur la figure 1. L'autre extrémité du soufflet 19 présente un rebroussement vers l'extérieur 24 (figure 2). L'extrémité libre de ce rebroussement comporte un bourrelet 27 annulaire. Ce bourrelet 27 est serti dans la gorge annulaire 15 du capot 11. La partie intermédiaire du soufflet 19 présente en outre des plis 29 transversaux, et des anneaux 31 sont prévus entre ces plis 29 pour maintenir le soufflet 19 au plus près de l'arbre 9 jusqu'au rebroussement 24. La bague 21 a une forme générale cylindrique. Son extrémité axialement intérieure, présente un bourre- let 33 de surface extérieure sensiblement torique, en saillie vers l'axe XX', tandis que l'extrémité axialement extérieure 34 de la bague est évasée vers l'extérieur. La surface radialement extérieure de la bague 21 présente un épaulement radial 35 d'encliquetage dirigé axialement vers l'extérieur. Six pattes 37 de renfort, disposées régulièrement, joignent la surface radialement intérieure de la bague 21 au bourrelet 33. Une patte 37 est située dans le plan de coupe de la figure 2. Le plan de coupe longitudinale de la figure 4 a été choisi de manière à ne pas couper de patte 37. La bague 21 est retenue axialement par rapport au capot 11, dans un sens, par l'évasement de l'extrémité axiale extérieure 34 de la bague, et dans l'autre sens par l'épaulement 35 d'encliquetage, lequel est retenu par le bord 14 de l'extrémité libre 13 du capot 11. La surface radialement extérieure de la bague 21 coopère donc avec la surface radialement intérieure de l'extrémité libre 13 repliée du capot 11 pour assurer la retenue axiale de la bague. Un léger jeu de débatte- ment axial peut être autorisé entre la bague 21 et le capot 11, comme représenté à la figure 2. Le bourrelet 33 s'étend parallèlement à l'axe XX' vers le fond du rebroussement 24, au-delà de la limite intérieure de fixation du soufflet 17 au capot 11, constituée par le bord 14 de ce dernier. La surface du bourrelet 33 ne présente aucune arête vive en regard du soufflet 19. En outre, aucune arête vive, résultant par exemple d'une bavure de moulage, ne fait saillie, en direction du soufflet, au- delà de la tangente (en traits pointillés sur la figure 2) commune à la surface exté- rieure du bourrelet 33 et à l'évasement 34 de la bague 21. Lorsque l'un des arbres est entraîné en rotation, l'ensemble du joint 1 de transmission est entraîné en rotation. Aux vitesses de rotation élevées, la force centrifuge tend à écarter le soufflet 19 de l'arbre 9. Le soufflet 19 est stabilisé par le bourrelet 33 de la bague 21, qui empêche un pliage trop important du soufflet 19, notamment dans la région du bord 14 du capot et de la frontière entre le bourrelet 27 et le reste du soufflet 19. L'absence d'arête vive sur la surface du bourrelet 33 en regard du soufflet 19 empêche l'endomma- gement du soufflet 19 lorsque, sous l'effet des forces centrifuges, il vient au contact de la bague 21. La bague 21 contribue également à rapprocher le soufflet 19 de l'arbre 9, et donc à limiter l'action des forces centri- fuges sur le soufflet 19. La distance entre le bourrelet 33 et le premier arbre 9 est choisie pour permettre au premier arbre 9 et au soufflet 19 de se débattre angulai- rement et axialement par rapport au deuxième arbre, sans pincer le soufflet entre l'arbre 9 et la bague 21. Bien entendu, la bague 21 joue le même rôle de stabilisation du soufflet 19 quand le joint 1 de transmission est soumis à des environnements de tempéra- ture élevée et/ou de basse pression. La figure 5 illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention se distinguant uniquement du mode de réalisation précédent par ce qui suit. L'extrémité axialement intérieure de la bague 21 présente une partie 39 repliée perpendiculairement à l'axe XX' et orientée vers cet axe. Cette partie 39 est prolongée par une partie 41 repliée vers l'extérieur et terminée par un bord arrondi. Ces deux parties 39 et 41 et leurs raccordements présentent des surfaces dépourvues d'arête vive en regard du rebroussement du soufflet 19. Comme précédemment, aucune arête vive ne fait saillie, en direction du soufflet 19, au-delà de la tangente commune à la partie 41 et à l'évasement 34 de l'extrémité axialement extérieure de la bague, et les parties 39 et 41 se trouvent, vers le rebroussement 24, au-delà de la limite intérieure de fixation de l'extrémité libre du rebroussement sur le capot 11. Les parties 39 et 41 permettent de ménager un jeu minimal de débattement, permettant juste d'éviter un pincement du soufflet dans la position d'angularité maximale du premier arbre 9 par rapport au deuxième arbre. Cette position d'angularité maximale est repré- sentée en trait mixte sur la figure 5. Ce mode de réalisation permet donc d'optimi- ser la stabilisation du soufflet 19 puisque la bague 21 maintient le soufflet le plus près possible du premier arbre 21. La figure 6 représente un troisième mode de l'invention se distinguant du premier mode de réalisation de l'invention par le vissage de la bague 21 sur la partie repliée de l'extrémité libre 13 du capot 11. Ce vissage permet de régler la position axiale de la bague 21 par rapport au capot 11. Un point de colle, par exemple, permet de fixer la bague 21 dans la position axiale choisie (?). La figure 7 représente un quatrième mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, l'extrémité libre du rebroussement du soufflet 19 est fixée, par exemple par adhérisation, sur la surface radialement intérieure de l'extrémité libre 13 du capot 11, laquelle n'est pas repliée mais a une forme cylindri- que. L'extrémité axialement extérieure de la bague 21 est repliée vers l'extérieur pour former une enveloppe cylindrique 45 qui coopère avec la surface radialement extérieure du capot 11. L'enveloppe 45 de la bague 21 présente à cet effet un bourrelet 47 d'encliquetage engagé dans une gorge 49 ménagée dans la surface radialement extérieure du capot 11. Ce bourrelet 47 maintient ainsi la position axiale de la bague 21 par rapport au capot 11. Comme dans le premier mode de réalisation, un léger jeu de déplace- ment axial entre la bague 21 et le capot 11 peut être autorisé. La partie axialement intérieure de la bague 21 présente quant à elle les mêmes caractéristiques que la bague 19 du premier mode de réalisation, permettant elle aussi la stabilisation sans endommagement du soufflet 19 pour des vitesses de rotation élevées et pour des hautes températures et/ou des basses pressions envi- ronnantes. En variante, la bague représentée à la figure 7 peut bien sûr être vissée sur le capot 11, les fileta- ges étant ménagés sur la surface radialement extérieure de l'extrémité libre 13 du capot 11 et sur la surface radialement intérieure de la partie 45 de la bague 19. La figure 8 représente un cinquième mode de réalisation se distinguant du premier mode de réalisation par ce qui suit. L'extrémité libre 13 repliée du capot 11 se prolonge en un rebord 51 replié vers l'intérieur. Le rebord 51 présente, vers le rebroussement du soufflet 19, et à l'intérieur de celui-ci, une surface sensiblement torique s'avançant vers le fond du rebroussement au-delà de la limite intérieure de fixation de l'extrémité libre du rebroussement du soufflet 19 au capot 11. Les bagues des modes de réalisation aux figures 1, 2, 5, 6 et 7 peuvent être constituées d'une ou de plusieurs pièces en matière plastique. REVENDICATIONS 1. Dispositif (17) à soufflet, du type comprenant un soufflet élastique (19) destiné à être relié par une première extrémité à un premier élément ro- tatif (9) et dont la deuxième extrémité présente un rebroussement vers l'extérieur (24), l'extrémité libre de ce rebroussement étant destinée à être fixée à un deuxième élément rotatif (11), caractérisé en ce qu'il comprend un organe rigide (21) de stabilisation du soufflet (19), cet organe (21) comportant une partie radialement extérieure de liaison adaptée pour assurer une retenue axiale dudit organe par rapport au deuxième élément rotatif (11), et une partie (33) radialement intérieure adaptée pour s'étendre axialement vers le rebroussement (25), à l'intérieur de celui-ci, et pour présenter vers le soufflet (19) une surface annulaire dépourvue d'arête vive. 2. Dispositif à soufflet selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la partie (33) radialement intérieure de l'organe (21) de stabilisation du soufflet est adaptée pour s'étendre axialement vers le fond du rebroussement (24) au-delà de la limite intérieure de fixation de l'extrémité libre du rebroussement sur ledit deuxième élément rotatif (11). 3. Dispositif à soufflet selon la revendica- tion 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite surface annulaire est sensiblement torique. 4. Dispositif à soufflet selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite surface annulaire est adaptée pour s'étendre radialement vers le premier élément rotatif (9) en ménageant un jeu minimal de débattement du premier élément rotatif et du soufflet (19). 5. Dispositif à soufflet selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'extrémité libre du rebroussement (24) présente un bourrelet (27) annulaire, en ce que l'extrémité libre (13) du deuxième élément rotatif (11) est repliée et forme une gorge (15) de logement et de fixation du bourrelet (27), et en ce que l'organe de stabilisation du soufflet est une bague (21) en une ou plusieurs parties dont l'extrémité axialement intérieure constitue ladite partie intérieure (33) s'étendant vers le rebrous- sement (24), et dont une surface radialement extérieure est destinée à coopérer avec une surface radialement intérieure de l'extrémité libre repliée (13) du deuxième élément rotatif (11). 6. Dispositif à soufflet selon la revendica- tion 5, caractérisé en ce que la surface radialement extérieure de la bague (21), d'une part, est évasée vers l'extérieur à l'extrémité axialement extérieure de la bague, et d'autre part présente un épaulement (35) d'encliquetage et de positionnement axial de la bague (21) par rapport au deuxième élément rotatif (11), destiné à s'appuyer sur le bord de ladite extrémité libre repliée (13) de ce dernier. 7. Dispositif à soufflet selon la revendica- tion 5, caractérisé en ce que l'extrémité libre du re- broussement présente un bourrelet (27) annulaire, et en ce que l'extrémité libre (13) du deuxième élément rotatif (11) est repliée et forme une gorge (15) de logement et de fixation du bourrelet (27), puis se prolonge en un rebord replié (51) constituant l'organe de stabilisation. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de stabilisation du soufflet (19) est une bague (21) en une ou plusieurs parties dont l'extrémité axialement exté- rieure est repliée vers l'extérieur et est adaptée pour coopérer avec la surface radialement extérieure du deuxième élément rotatif (11) pour assurer la retenue axiale de la bague (21), notamment par encliquetage. 9. Dispositif à soufflet selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 5 et 8, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage de la position axiale dudit organe (21) par rapport au deuxième élément rotatif (11), notamment par vissage mutuel. 10. Bague (21) en une ou plusieurs parties constituant l'organe de stabilisation d'un dispositif à soufflet selon l'une quelconque des revendications 5, 6, 8 et 9. 11. Joint de transmission (1) comprenant un premier (9) et un deuxième (11) éléments rotatifs, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (17) à soufflet selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.