Brevet FR2769064A1 — publié le 19990402

A Joint annulaire d'étanchéité. L'invention concerne l'étanchéité entre un arbre et un carter dans lequel l'arbre, ou l'axe, est monté rotatif ou pivotant. Dans ce dernier cas, il s'agit d'une rotule. En fait, la demanderesse a eu à résoudre deux problèmes précis de départ, dont le premier visait l'étanchéité aux poussières entre un arbre de direction assistée d'un véhicule automobile et le carter de la servovalve. Un joint d'étanchéité anti-poussière pour une telle application, généralement en caoutchouc avec une armature intérieure, est disposé dans le carter et comporte une lèvre souple annulaire interne destinée à coopérer avec l'arbre pour assurer l'étanchéité. Du fait d'un relatif battement de l'arbre, la lèvre finit par s'ovaliser et donc ne plus assurer sa fonction d'étanchéité contre l'arbre qui est de section circulaire. Le deuxième problème visait une rotule de direction de véhicule automobile dont l'extrémité sphérique, ou quasi-sphérique, est logée dans un carter de protection, avec un joint d'étanchéité monté, par un col épais et au moyen d'un jonc de serrage, sur l'axe de rotule, le col se prolongeant par une jupe dans l'extrémité, relativement fine, de laquelle est noyé. un insert annulaire de fixation de la jupe ainsi emmanchée sur le carter. Le jonc de serrage peut s'oxyder et il peut être le siège de fuites. La présence de l'insert est indéniablement une contrainte. La demanderesse apporte une solution commune aux deux problèmes présentés ci-dessus. L'invention concerne donc un joint annulaire d'étanchéité entre un carter et un axe destiné à être mis en mouvement, le joint comportant une première et une deuxième portions annulaires d'extrémité agencées pour coopérer respectivement avec le carter et l'axe, caractérisé par le fait que la deuxième portion d'extrémité du joint, destinée à coopérer avec l'axe, est conformée en un épais bourrelet rigide, comportant une substantielle surface axiale interne d'appui contre l'axe, et elle est reliée à la première portion d'extrémité du joint, destinée à coopérer avec le carter, par une membrane souple intermédiaire. Dans le cas d'un joint anti-poussière pour direction assistée, le battement de l'axe est absorbé par la membrane intermédiaire, le bourrelet d'appui contre l'axe n'étant naturellement pas déformé. Dans le cas d'une rotule de direction, la rigidité du bourrelet assure la fixation du joint sur l'axe sans risque de fuites ni d'oxydation d'une pièce métallique qui n'existe plus. Toujours dans le cas de la rotule de direction, la surface axiale interne d'appui du bourrelet est avantageusement tronconique, évasée vers la première portion d'extrémité du joint, pour que, l'axe étant conformé de manière analogue, la fixation du joint sur l'axe soit encore mieux assurée. Encore dans le cas de la rotule de direction, il est préférable que la première portion d'extrémité du joint comporte une surface de clipsage pour un clip solidaire du carter de protection. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de deux formes de réalisation du joint de l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une demi-vue schématique en coupe de l'arbre et du carter d'une servo-valve de direction assistée d'un véhicule automobile; - la figure 2 est une demi-vue schématique en coupe du joint anti-poussière de la servo-valve de la figure 1, dans deux positions de travail et - la figure 3 est une vue schématique en coupe d'une rotule de direction de véhicule automobile. En référence aux figures I et 2, la servo-valve comporte, de façon connue, dans un carter 1, un arbre 2 de direction assistée, monté notamment dans un palier 3. Entre l'arbre 2 et le carter 1 sont disposés un joint d'étanchéité annulaire classique 4 ainsi que le joint anti-poussière 5 de l'invention. Le joint 5 comporte deux portions annulaires d'extrémité interne 6 et externe 7. La portion externe 7 est ici sensiblement conformée en un tore rigide logé dans un épaulement 8 du carter. La portion interne 6 est conformée en un épais bourrelet rigide. Le bourrelet 6, ici de section gobalement rectangulaire, comporte une substantielle surface axiale interne 9 qui s'appuie sur l'arbre 2 par une partie biseautée 10. Les deux portions rigides d'extrémité 6, 7 du joint 5 sont reliées entre elles io par une membrane souple intermédiaire 11. Le battement de l'arbre 2 est absorbé par la membrane souple intermédiaire 11, par repliement, ou pivotement, sur elle-même autour d'une ligne circulaire illustrée en 12 sur la figure 2, le bourrelet interne 6, du fait de sa rigidité et sa relativement grande section, restant, par son biseau 10, continuellement en appui sur l'arbre 2. Sur la figure 2, on a représenté une partie radiale du bourrelet 6 dans deux positions de travail, l'une, légèrement repoussée vers l'intérieur, quand l'arbre 2, non alors représenté, est lui-même dans une position centrale normale, l'autre (6', 10'), légèrement rabattue vers l'extérieur, au cours d'un battement de l'arbre 2', tel qu'il est alors représenté sur la figure. L'originalité du joint 5 réside notamment dans la disposition intermédiaire de la partie souple 11, entre deux bourrelets rigides 6, 7, alors que, conventionnellement, on avait l'habitude de disposer la partie souple, en forme de lèvre, à l'intérieur. En référence à la figure 3, la rotule de direction comporte, de façon connue, dans un carter de protection 21, un axe de rotule 22, avec la rotule quasi- sphérique d'extrémité 23 proprement dite, prolongée, à l'extérieur du carter, par une portion amincie de liaison 24, une portion tronconique 25, évasée vers la rotule 23, et l'axe 26 proprement dit. Le joint d'étanchéité 27 comporte deux portions annulaires rigides d'extrémité 28, 29 reliées entre elles par une membrane souple intermédiaire 30. La première portion d'extrémité 28 est destinée à être fixée au carter 21. Elle est conformée en un petit bourrelet présentant une surface de clipsage 31 sur laquelle un clip 32, ancré dans le carter 21, près de l'ouverture 33 de passage de l'axe 24, est destiné à venir s'accrocher. La deuxième portion d'extrémité 29 du joint 27 est destinée à être emmanchée sur la portion tronconique 25 de l'axe 22. Elle est conformée en un épais bourrelet rigide, de section ici sensiblement rectangulaire, à paroi io axiale intérieure 34 tronconique comme la portion d'axe 25, de surface substantielle, destinée à prendre appui contre la paroi extérieure 35 de la portion d'axe 25, pour l'emmanchement du joint sur l'axe. La surface 34 du bourrelet 29 est striée (36) pour améliorer l'adhérence du bourrelet 29 sur la portion d'axe 25. La rigidité du bourrelet 29 assure la fixation du joint 27 sur l'axe 22, sans risque de fuites. Le pivotement de l'axe 22 et la rotation de la rotule 23 sont absorbés par la membrane souple intermédiaire 30 dont les déformations n'affectent pas la fixation du bourrelet 29 à la portion d'axe 25. REVENDICATIONS 1.- Joint annulaire (5; 27) d'étanchéité entre un carter (1; 21) et un axe (2; 22) destiné à être mis en mouvement, le joint comportant une première et une deuxième portions annulaires d'extrémité (7, 6; 28, 29) agencées pour coopérer respectivement avec le carter (1; 2) et l'axe (2; 22), caractérisé par le fait que la deuxième portion d'extrémité (6; 29) du joint (5; 27), destinée à coopérer avec l'axe (2; 22), est conformée en un épais bourrelet rigide, comportant une substantielle surface axiale interne (9, 10; 34) d'appui contre l'axe (2; 22), et elle est reliée à la première portion d'extrémité (7; 28) du joint (5; 27), destinée à coopérer avec le carter (1; 2), par une membrane souple intermédiaire (11; 30). 2.- Joint selon la revendication 1, dans lequel la première portion d'extrémité (7) est sensiblement conformée en un tore rigide. 3.- Joint selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel la surface axiale interne (9) comporte une partie biseautée (10). 4.- Joint selon la revendication 1, dans lequel la surface axiale interne d'appui (34) du bourrelet (29) est tronconique, évasée vers la première portion d'extrémité (28) dujoint. 5.- Joint selon l'une des revendications 3 et 4, dans lequel la surface axiale interne d'appui (34) est striée (36). 6.- Joint selon l'une des revendications 4 et 5, dans lequel la première portion d'extrémité (28) du joint comporte une surface de clipsage (31).