Brevet FR2767880A1 — publié le 19990305

GAINE PROTECTRICE POUR JOINT ARTICULÉ D'ARBRE DE TRANSMISSION A DISPOSITIF DE SERRAGE INTÉGRÉ La présente invention a pour objet une gaine protectrice pour joint articulé d'arbre de transmission, à dispositif de serrage intégré. Elle est destinée à la protection 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 aussi bien l'équipement des véhicules neufs de tous types, que le secteur industriel de la fabrication de pièces de rechange pour ateliers de réparation et de maintenance des voitures ou poids lourds. Le dispositif de serrage décrit peut être adapté à tous les types de manchons de protection, par exemple à ceux utilisés pour les crémaillères de direction ou pour les organes mécaniques de transmission que l'on trouve dans la marine. Les gaines de protection pour cardans de transmissions ou joints homocinétiques servent, d'une part, 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 fonctionner dans de bonnes conditions. Ces gaines sont généralement constituées d'un soufflet tubulaire conique en élastomère souple, habituellement moulé 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. Afin d'éviter le démontage de l'organe de transmission, la mise en place des gaines est, en particulier pour le remplacement des pièces défaillantes, souvent réalisée à l'aide d'un cône creux dont la base est disposée autour du "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. A titre d'exemple, on peut citer le brevet NO FR 2 727 644 qui décrit un outillage pour la mise en place des gaines de protection pour joints rotatifs articulés constitué d'un cône creux dont la base peut être agrandie selon les besoins au moyen d'une série de bagues tronconiques se montant sur ledit cône et dont les dimensions correspondent aux différents diamètres des joints articulés devant être équipés d'une gaine de protection. Le maintien et l'étanchéité des gaines de protection sont le plus souvent assurés au moyen de colliers de serrage non intégrés destinés à être montés aux deux extrémités des soufflets dans des gorges prévues à cet effet. Après mise en place de la gaine, ces colliers sont positionnés aux emplacements adéquats et serrés à l'aide d'un outil à fonctionnement manuel ou mécanique. 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 et de la durée du montage. Par ailleurs, la pression interne du soufflet doit être égale à la pression atmosphérique, surtout pour les systèmes à montage rapide par cône qui doivent être très souples. En effet une pression plus élevée provoque un gonflement, et l'inverse une contraction du soufflet, entraînant dans les deux cas son usure prématurée. Cela se produit en particulier lorsque le monteur oublie d'effectuer une mise à l'air libre avant serrage des colliers. Le dispositif selon la présente invention a pour objectif de remédier à cet état de choses. I1 permet en effet de réaliser des gaines protectrices pour joints d'arbre de transmission équipée de moyens de serrage intégrés et comportant un système de mise à l'air libre automatique. I1 est constitué d'une gaine conique à soufflet en élastomère souple comportant, au moins à l'une de ses extrémités 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, ladite gaine étant pourvue d'un ou plusieurs évents à fonctionnement automatique assurant la mise à l'air libre de l'intérieur du soufflet avant d'être obturé par le système de serrage. 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, vue de côté, une gaine de protection avec moyens de serrage constitués de bagues cylindriques, les figures 2 et 3 sont des agrandissements en coupe axiale du détail D1 de la figure 1 montrant des bagues cylindriques de serrage d'épaisseurs différentes, les figures 4 à 6 représentent dans les mêmes conditions différentes positions d'une bague cylindrique de serrage au cours de sa mise en place, la figure 7 est un agrandissement du détail D2 de la figure 6 représentant un dispositif de blocage de bague de serrage formé d'une nervure pouvant s'encastrer dans une rainure, la figures 8 montre dans les mêmes conditions une configuration du dispositif de serrage adapté à un joint articulé comportant une gorge d'arrêt pour gaine protectrice, la figure 9 représente la même configuration montée sur un joint articulé sans gorge d'arrêt, la figure 10 est une vue partielle montrant, vue de côté, la partie de plus faible diamètre d'une gaine de protection équipée d'un système de serrage consistant en une languette apte à entourer la zone de fixation cylindrique de la gaine et les figures 11 et 12 sont des vues en bout suivant la flèche F1 de la figure 10 montrant respectivement la languette de serrage avant et après mise en place et un évent successivement ouvert et fermé par la pression de ladite languette. Le dispositif, figures 1 à 12, est constitué d'une gaine ou manchon conique réalisé dans un matériau souple de type élastomère résistant aux lubrifiants et comportant trois parties : deux extrémités 1, 2 cylindriques permettant de fixer de manière étanche ledit manchon sur chacune des deux parties du joint articulé, et un soufflet 3 central déformable et extensible, l'ensemble étant rempli de graisse destinée à lubrifier le éléments mécaniques du joint articulé. Les extrémités 1, 2 forment respectivement des zones de fixation de grand et de petit diamètre destinées à être appliquées respectivement sur le "bol" 4 (élément de plus grand diamètre) du joint articulé, et sur l'arbre de transmission. Les gaines selon l'invention ne nécessitent aucun collier de serrage séparé. Les dispositifs habituels sont remplacés par des éléments d'élastomère intégrés à la gaine de protection. Ces éléments peuvent revêtir des formes diverses et seront prévus au moins à l'une des extrémités cylindriques 1, 2. Selon un mode de réalisation préférentiel (figures 1 à 9), le ou les éléments de serrage sont constitués de bagues cylindriques 5, 6 moulées d'une seule pièce avec la gaine, prolongeant la ou les extrémités cylindriques 1,2 et reliées à celles-ci par des éléments annulaires 7, 8 amincis jouant le rôle de charnière et permettant de rabattre la bague de serrage 5, 6 sur l'extrémité cylindrique 1, 2 correspondante. La force de serrage peut être adaptée aux besoins en jouant sur l'épaisseur E de la bague de serrage, et la différence entre les rayons intérieurs R1 de l'extrémité cylindrique 1, 2 et R2 de la bague de serrage 5, 6. Les éléments annulaires 7, 8 amincis ne sont pas indispensables et peuvent être supprimés, ou éventuellement être remplacés par des bourrelets. Après mise en position du manchon de protection sur le joint articulé, chaque bague de serrage est rabattue sur l'extrémité cylindrique 1, 2 correspondante à l'aide d'une ou plusieurs tirettes 9 faisant partie desdites bagues, ou d'autres dispositifs aptes à assurer la même fonction. Bien que les bagues de serrage intégrées en élastomère aient tendance à rester en place, même à grande vitesse de rotation, elles pourront avantageusement être pourvues d'un système de blocage positif constitué par exemple de nervures 10 associées à des rainures 11 aménagées l'une sur l'extrémité cylindrique 1, 2 de la gaine, l'autre sur la bague de serrage 5, 6 correspondante (figures 7, 8, 9). I1 est également possible d'utiliser un collier de blocage séparé (non représenté) se montant sur les bagues de serrage rabattues, guidés par des bourrelets annulaires 12 éventuellement prévus sur ces dernières. (figure 7). Les gaines de protection doivent pouvoir être montées sur des "bols" 4, 4' de joint articulé lisses ou à gorge d'arrêt 13 destinée à empêcher tout déplacement axial de la gaine de protection. Le système de blocage peut être disposé de façon à améliorer l'accrochage dans la gorge d'arrêt lorsqu'elle existe (figure 8), tout en s'écrasant en cas de "bol" lisse (figure 9). A cet effet, l'extrémité cylindrique de fort diamètre 1 pourra comporter un pli annulaire 14 en 'V' ou en trapèze, à concavité dirigée vers l'extérieur, du type décrit dans le brevet N" FR 2 729 725, et déterminé pour pouvoir s insérer dans la gorge 13 d'arrêt du "bol" 4. La bague de serrage 5 pourra avantageusement être pourvue d'une nervure 10' déterminée pour s'insérer dans le pli annulaire 14 en renforçant son efficacité lorsque le "bol" comporte une gorge d'arrêt. Le même dispositif peut être prévu à l'extrémité cylindrique de faible diamètre 2, certains arbres comportant également des gorges d'arrêt. Selon une variante de réalisation (figures 10 à 12), le ou les éléments de serrage sont constitués de languettes 13 moulées d'une pièce avec la gaine et agencées pour pouvoir entourer les extrémités cylindriques 1, 2 de la gaine, celles-ci étant éventuellement pourvues de nervures de guidage latérales 15 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 16 disposées à l'extrémité, associée à au moins un "bouton" ou rivet 17 solidaire de l'extrémité cylindrique 1, 2, ou encore des boules ou dispositifs d'arrêt de forme appropriée solidaires de la languette 13, l'ensemble pouvant être agencé de manière à ce que l'extrémité de la languette soit passée sous elle-même pour assurer le blocage. Les dispositifs de serrage décrits ci-avant peuvent être adaptés à des gaines de protection de type dit universel, c'est à dire comportant à l'une ou aux deux extrémités, des bagues cylindriques de fixation multiples en gradin, permettant d'utiliser une même gaine pour plusieurs joints articulés de dimensions différentes. Afin d'assurer une pression égale à la pression atmosphérique à l'intérieur de la gaine, de manière à éviter à cette dernière un gonflement ou une contraction risquant d'entraîner une usure rapide, il sera avantageusement prévu, de préférence sur l'extrémité cylindrique de petit diamètre 2, un ou plusieurs évents de mise à l'air libre conçu pour être automatiquement obturé par écrasement par la mise en place du dispositif de serrage 5, 6, 13. Ce système de mise à l'air libre peut se présenter par exemple sous la forme de perforations tubulaires ménagées dans l'épaisseur de la paroi de l'extrémité cylindrique, ou d'un ou plusieurs plis axiaux 18 (figure 11) avec épaisseur de paroi constante pour éviter l'affaiblissement de la gaine lors du passage sur cône de mise en place, ce ou ces plis ménageant autant de canaux entre la gaine et l'arbre de l'organe de transmission. 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 10. Gaine protectrice pour joint articulé d'arbre de transmission à dispositif de serrage intégré, du type conique à soufflet (3) en élastomère souple comportant deux extrémités cylindriques (1, 2) ou en gradins, destinée en particulier aux joints lubrifiés de type "cardan" ou homocinétiques utilisés dans le domaine des véhicules routiers automobiles neufs ou usagés, mais s'appliquant également à tous les types de manchons de protection pour organes mécaniques de transmission, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins à l'une de ses extrémités un moyen de serrage intégré en élastomère (5, 6, 13), moulé en une seule opération avec ladite gaine, se mettant en place sans outillage et dont la force de serrage est indépendante des actions de l'opérateur assurant la mise en place. 20. Gaine protectrice selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que chaque éléments de serrage est constitué d'une bague (5, 6) cylindrique moulée d'une seule pièce avec la gaine, prolongeant l'extrémité cylindrique (1,2) correspondante et apte à être rabattue sur ladite extrémité cylindrique. 3 . Gaine protectrice selon la revendication 2, se caractérisant par le fait que l'épaisseur (E) de la bague (5, 6) de serrage, et la différence entre les rayons intérieurs (R1, R2) de l'extrémité cylindrique (1, 2) et de la bague de serrage (5, 6) sont choisis en fonction de la force de serrage à obtenir. 40. Gaine protectrice selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, se caractérisant par le fait que chaque bague (5, 6) de serrage comporte une ou plusieurs tirettes (9) ou éléments similaires faisant partie de ladite bague et permettant de la rabattre aisément sur l'extrémité cylindrique (1, 2). 5 . Gaine protectrice selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, se caractérisant par le fait que chaque bague (5, 6) de serrage est pourvue d'un système de blocage positif constitué d'au moins une nervure (10) associée à au moins une rainure (11) aménagées l'une sur l'extrémité cylindrique (1, 2) de la gaine, l'autre sur la bague (5, 6) de serrage correspondante. 60. Gaine protectrice selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, se caractérisant par le fait qu'au moins une extrémité cylindrique (1, 2) comporte un pli annulaire (14) en "V" ou en trapèze, à concavité dirigée vers l'extérieur, et déterminé pour pouvoir s'insérer dans une gorge d'arrêt (13) périphérique présente sur les constituants de certains joints articulés, la bague (5, 6) de serrage étant pourvue d'une nervure (10') déterminée pour s'insérer dans le pli annulaire (14) en renforçant son efficacité, ledit pli annulaire et ladite nervure étant agencés pour pouvoir s'écraser sur les constituants des joints articulés ne comportant pas de gorge d'arrêt. 70. Gaine protectrice selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que chaque éléments de serrage est constitué d'une languettes (13) moulées d'une seule pièce avec la gaine et agencée pour pouvoir entourer une extrémités cylindrique (1, 2) de ladite gaine, cette languette comportant un moyen de blocage tel qu'une plusieurs perforations (16) disposée(s) à l'une de ses extrémités libre associée à un ou plusieurs "bouton(s)" ou rivet(s) (17) ou dispositifs d'arrêt de forme appropriée disposés à l'autre extrémité et passant en force dans la ou les perforations. 8". Gaine protectrice selon la revendication 7, se caractérisant par le fait que l'extrémité cylindrique (1, 2) est pourvue de nervures de guidage latérales (15) semblables à celles habituellement utilisées pour les colliers de serrage non intégrés. 90. Gaine protectrice selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'elle est pourvue d'au moins un évent à fonctionnement automatique assurant la mise à l'air libre de l'intérieur du soufflet (3) avant d'être obturé par le système de serrage. 100. Gaine protectrice selon la revendication 9, se caractérisant par le fait que le système de mise à l'air libre est constitué d'au moins un canal axial formé d'une perforation tubulaire ménagée dans l'épaisseur de la paroi de l'extrémité cylindrique (2) de plus faible diamètre ou d'au moins un pli (18) de cette extrémité cylindrique avec épaisseur de paroi constante formant un canal entre la gaine protectrice et l'arbre de l'organe de transmission.