Brevet FR2796686A1 — publié le 20010126

La présente invention concerne un soufflet élastique du type destiné à être relié par une région d'extrémité avant à un premier organe rotatif et par une région d'extrémité arrière à un deuxième organe rotatif, la région d'extrémité arrière du soufflet étant munie d'une part, sur au moins une partie de sa périphérie, d'un talon en saillie radiale destiné à être reçu dans une gorge du deuxième organe rotatif pour retenir axialement la région d'extrémité arrière du soufflet par rapport au deuxième organe rotatif, et, d'autre part, de moyens d'étanchéité destinés à prendre appui sur le deuxième organe rotatif. L'invention s'applique en particulier aux joints de transmission homocinétiques à tripode. De tels joints permettent la transmission d'un mouvement rotatif entre un premier arbre portant un élément mâle ou tripode, et un élément femelle ou tulipe solidaire en rotation, par exemple, du planétaire de sortie d'un différentiel. Le tripode comporte trois bras portant chacun un ensemble de roulement. Chaque ensemble de roulement est destiné à rouler sur une paire de pistes ménagées dans la tulipe. Le tripode et la tulipe sont de symétrie ternaire. Un soufflet tel que défini ci-dessus est alors relié par sa région d'extrémité avant au premier arbre et sa région d'extrémité arrière est enfilée sur une région d'extrémité avant de la tulipe afin de protéger le joint contre les agents extérieurs et pour maintenir un lubrifiant dans celui-ci. Généralement, la tulipe est réalisée en partie par forgeage et présente en section transversale trois lobes convexes et plus éloignés de l'axe longitudinal de la tulipe, et trois parties concaves plus proches de son axe longitudinal. Les termes " concave " et " convexe " s'entendent par rapport à l'extérieur de la tulipe. Chaque lobe convexe délimite intérieurement une paire de pistes pour un ensemble de roulement. Les parties concaves relient chacune deux lobes convexes. La gorge de réception du talon de retenue s'étend de manière discontinue sur la surface radialement extérieure de la tulipe. Cette gorge est usinée par tournage dans chacun des lobes convexes. La région d'extrémité arrière du soufflet a une section transversale intérieure de forme générale complémentaire de celle de la section transversale de la surface radialement extérieure de la tulipe. Le talon de retenue, qui s'étend radialement vers l'intérieur du soufflet, a une étendue périphérique correspondant à celle de la gorge de retenue de la tulipe. Les moyens d'étanchéité comprennent généralement au moins deux lèvres périphériques continues qui s'étendent radialement vers l'intérieur du soufflet, et dont l'une est située axialement en avant du talon et l'autre en arrière du talon. Si la gorge de réception de la tulipe est usinée par tournage en copiage, c'est-à-dire avec un déplacement de l'outil de coupe et donc un enlèvement de matière à la fois axiaux et radiaux, un flanc, généralement le flanc arrière, de la gorge de réception sera incliné relativement fortement par rapport à la direction radiale. La lèvre d'étanchéité correspondante, généralement la lèvre arrière, devra alors être relativement espacée axialement du talon pour qu'elle soit comprimée de manière satisfaisante et remplisse donc sa fonction d'étanchéité. Cette contrainte impose donc une étendue axiale relativement importante de la région d'extrémité arrière du soufflet enfilée sur la région d'extrémité avant de la tulipe. Si la gorge de réception de la tulipe est réalisée par tournage en plongée, c'est-à-dire avec un déplacement de l'outil de coupe et un enlèvement de matière radiaux, l'inclinaison des flancs de la gorge par rapport à la direction radiale est plus limitée et l'étendue axiale de la région arrière du soufflet enfilée sur la tulipe peut être en conséquence plus réduite. L'invention a pour but de fournir un soufflet du type précité, qui puisse être utilisé dans des joints de transmission dont la gorge de réception de la tulipe est réalisée par tournage en copiage ou en plongée tout en assurant une bonne étanchéité, et dont la région d'extrémité arrière coopérant avec la tulipe du joint a une étendue axiale limitée. A cet effet, l'invention a pour objet un soufflet élastique du type précité, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité sont situés axialement d'un même côté par rapport à au moins une partie du talon de retenue de la région d'extrémité arrière du soufflet. Selon des modes particuliers de réalisation, le soufflet peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles: - les moyens d'étanchéité sont situés axialement d'un même côté de l'ensemble du talon de retenue de la région d'extrémité arrière du soufflet, - les moyens d'étanchéité sont situés en avant de ladite partie ou de l'ensemble du talon de retenue de la région d'extrémité arrière du soufflet, - les moyens d'étanchéité comprennent au moins une lèvre qui s'étend, depuis ladite région d'extrémité arrière du soufflet, radialement dans le même sens que le talon de retenue, - ladite ou chaque lèvre d'étanchéité s'étend sensiblement sur toute la périphérie de la région d'extrémité arrière du soufflet, - ladite ou chaque lèvre d'étanchéité s'étend sensiblement continûment sur toute la périphérie de la région d'extrémité arrière du soufflet, - le talon de retenue s'étend de manière discontinue sur la périphérie de la région d'extrémité arrière du soufflet; - la région d'extrémité arrière du soufflet présente une gorge de réception d'un organe de serrage de la région d'extrémité arrière du soufflet sur le deuxième organe rotatif; - la gorge de réception de l'organe de serrage est située axialement, par rapport à au moins une partie du talon de retenue de la région d'extrémité arrière du soufflet, du même côté que les moyens d'étanchéité; - le talon de retenue s'étend radialement vers l'intérieur depuis la région d'extrémité arrière du soufflet. L'invention a en outre pour objet un joint de transmission comprenant un premier et un deuxième organes rotatifs et un soufflet relié par une région d'extrémité avant au premier organe rotatif et par une région d'extrémité arrière au deuxième organe rotatif, caractérisé en ce que le soufflet est un soufflet tel que défini ci- dessus, et en ce que le deuxième organe rotatif présente, sur au moins une partie de sa périphérie, une gorge dans laquelle le talon de retenue de la région d'extrémité arrière du soufflet est reçu, et en ce que les moyens d'étanchéité du soufflet prennent appui sur le deuxième organe rotatif axialement d'un même côté par rapport à au moins une partie de la gorge de réception du talon de retenue. Selon des modes particuliers de réalisation, le joint de transmission peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles: - les moyens d'étanchéité du soufflet prennent appui sur le deuxième organe rotatif axialement d'un même côté par rapport à l'ensemble de la gorge de réception du talon de retenue, - les moyens d'étanchéité du soufflet prennent appui sur le deuxième organe rotatif en avant de ladite partie ou de l'ensemble de la gorge de réception du talon de retenue, - il comprend un organe de serrage de la région d'extrémité arrière du soufflet sur le deuxième organe rotatif, et l'organe de serrage est disposé axialement, par rapport à au moins une partie du talon de retenue de la région d'extrémité arrière du soufflet, du même côté que les moyens d'étanchéité, - la gorge de réception du talon de retenue est ménagée dans une surface radialement extérieure du deuxième organe rotatif, et le talon de retenue s'étend radialement vers l'intérieur depuis la région d'extrémité arrière du soufflet. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - la Figure 1 est une vue schématique longitudinale partiellement en coupe d'un joint de transmission selon l'invention; - la Figure 2 est une vue en perspective de la tulipe du joint de la Figure 1; - la Figure 3 est une vue en coupe schématique agrandie de la partie cerclée III de la Figure 1, illustrant la liaison du soufflet et de la tulipe au niveau d'une partie convexe de celle-ci, et - la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 illustrant la liaison du soufflet et de la tulipe au niveau d'une partie concave de celle-ci. La Figure 1 illustre un joint homocinétique à tripode 1. Ce joint 1, de symétrie ternaire autour d'un axe X-X dans sa position alignée représentée sur la Figure 1, comprend essentiellement: - un élément mâle ou tripode 3 comprenant trois bras 4 répartis angulairement à 120 l'un de l'autre et portant chacun un ensemble de roulement 5; - un élément femelle ou tulipe 6; et - un soufflet élastique 7 réalisé en polychloroprène. Le tripode 3 est porté par un arbre de rotation 8. La tulipe 6 comprend un corps 10 prolongé vers l'arrière (à droite sur les Figures 1 et 2) par une queue 11 destinée à être reliée, par exemple, à un planétaire de sortie d'un différentiel. Comme illustré par les Figures 1 et 2, le corps 10 comprend un fond 13 qui porte la queue 11 et qui est prolongé vers l'avant par une paroi latérale 14. La paroi 14 présente un contour cylindrique, par rapport à l'axe longitudinal X-X de la tulipe 6, dont la courbe directrice présente des points d'inflexion. Ainsi, la paroi 14 comporte alternativement, et réparties régulièrement de manière angulaire autour de l'axe X-X, des parties convexes 16 et concaves 17. Les termes " convexe " et " concave " s'entendent par rapport à l'extérieur de la tulipe 6. Chaque partie convexe ou lobe 16, d'une part, est plus éloignée de l'axe longitudinal X-X de la tulipe 6 que les parties concaves 17, et d'autre part définit intérieurement une paire de pistes 18 sur lesquelles un ensemble de roulement 5 est destiné à rouler. Une gorge périphérique 20 discontinue et d'axe X-X est ménagée dans la surface radialement extérieure 21 de la paroi latérale 14 de la tulipe 6, à proximité de sa tranche ou extrémité avant 22. Cette gorge 20 présente un tronçon 23 dans chaque lobe 16. La gorge 20 est inexistante dans chaque partie concave 17 de la tulipe 6 comme illustré par la figure 4. Le fond 24 de cette gorge 20 appartient à un cylindre de section circulaire et d'axe X-X. La tulipe 6 a été réalisée par forgeage puis usinage notamment de la queue 11 et de la gorge 20. Plus précisément, la gorge a été usinée par tournage en copiage avec un déplacement axial de l'outil de coupe vers l'avant de la tulipe 6. Ainsi, comme illustré par la Figure 3, le flanc avant 26 de la gorge 20 a une inclinaison par rapport à la direction radiale limitée, typiquement comprise entre 0 et 15 , et le flanc arrière 27 (en trait fort) de la gorge 20 a une inclinaison relativement importante par rapport à la direction radiale, typiquement comprise entre 63 et 67 . Comme on le voit sur la Figure 1, une région d'extrémité avant 30 du soufflet 7 est fixée sur le premier arbre 8, à distance du tripode 3, par l'intermédiaire d'un collier de serrage 31. Une région d'extrémité arrière 34 du soufflet a une section transversale intérieure de forme générale conjuguée de celle la surface radialement extérieure 21 de la paroi latérale 14 de la tulipe 6. Comme illustré par la Figure 3, cette région d'extrémité arrière 34 présente successivement, depuis la tranche ou extrémité arrière 35 du soufflet 7, un talon 36 de retenue de la région d'extrémité arrière 34 du soufflet 7 et deux lèvres d'étanchéité 37. Le talon de retenue 36 et les lèvres d'étanchéité 37 sont venus de matière avec le reste du soufflet élastique 7 et s'étendent radialement vers l'intérieur de celui-ci. Le talon 36 a une forme générale conjuguée de celle de la gorge 20 de la tulipe 6. Ainsi, ce talon 36 s'étend périphériquement de manière discontinue et présente trois tronçons identiques 39. Les flancs arrière et avant du talon 36 sont inclinés de manière symétrique par rapport à la direction radiale. Le flanc avant du talon 36 est incliné par rapport à la direction radiale de manière analogue au flanc avant 26 de la gorge 20. Trois bourrelets d'appui 390 (figure 4) relient entre eux les tronçons 39 du talon 36. Ces bourrelets 390 ont une épaisseur radiale inférieure à celle des tronçons 39 du talon 36. Les lèvres d'étanchéité 37 s'étendent périphériquement de manière continue à l'intérieur du soufflet 7 et sont espacées axialement l'une de l'autre. La lèvre d'étanchéité 37 arrière est espacée axialement du talon de retenue 36 et les deux lèvres 37 sont situées en avant de ce talon 36. La région d'extrémité arrière 34 du soufflet 7 est enfilée sur la tulipe 6 à l'avant de celle-ci. Le talon 36 est engagé dans la gorge 20 de la tulipe 6 et les lèvres d'étanchéité 37 prennent appui sur tout le pourtour de la région 40 de la surface radialement extérieure 21 de la tulipe 6 située en avant de la gorge 20. On notera que la surface radialement extérieure 21 a un contour périphérique dépourvu d'arête vive sauf au niveau de la gorge 20 de réception du talon 36. La région 40 est donc dépourvue d'arête vive. Un collier de serrage 42 est reçu dans une gorge 43 de révolution d'axe XX ménagée sur la surface radialement extérieure de la région d'extrémité arrière 34 du soufflet 7. Cette surface radialement extérieure de la région d'extrémité 34 est elle-même de révolution autour de l'axe X-X. La gorge 43 s'étend axialement en regard du talon 36 et des lèvres 37. Plus précisément, cette gorge 43 s'étend en avant d'une partie arrière du talon 36 et au-delà de la lèvre d'étanchéité 37 avant. Ainsi, le flanc arrière 44 de cette gorge 43 est disposé axialement en regard d'une région intermédiaire du talon 36 du soufflet 7. Le collier 42 est reçu avec un léger jeu axial dans la gorge 43 et s'étend axialement au-dessus d'une partie avant du talon 36 et au-dessus des lèvres d'étanchéité 37. Le collier 42 serre la région d'extrémité arrière 34 du soufflet 7 sur la tulipe 6 en comprimant les lèvres d'étanchéité 37 sur la région 40 de la surface 21 de la tulipe 6, en maintenant le talon 36 du soufflet 7 dans la gorge 20 de la tulipe 6, et en appuyant les bourrelets 390 sur les parties concaves 17 de la tulipe 6. En pratique, les lèvres 37 sont complètement écrasées contre la surface 21, mais cela n'a pas été représenté sur la figure 3 pour plus de clarté. Enfin, le soufflet 7 présente un épaulement axial 45 disposé axialement en avant de la lèvre d'étanchéité 37 avant et en regard de l'extrémité avant 22 de la tulipe 6. L'étanchéité entre la région d'extrémité arrière 34 du soufflet 7 et la tulipe 6 est assurée de manière satisfaisante par les lèvres 37, qui sont comprimées, par le collier de serrage 42, sur tout le pourtour de la région 40 dépourvue d'arête vive de la surface 21 de la tulipe 6. Par ailleurs, la retenue axiale de la région d'extrémité arrière 34 du soufflet 7 par rapport à la tulipe 6 est assurée dans les deux sens axiaux par le talon 36 et également, lorsque la région d'extrémité arrière 34 tend à se déplacer vers l'arrière par rapport à la tulipe 6, grâce à l'épaulement 45 du soufflet 7 qui prend alors appui sur l'extrémité avant 22 de la tulipe 6. On notera que l'étendue axiale du collier de serrage 42 est limitée. Dans une variante non représentée, ce collier de serrage 42 ne s'étend axialement pas ou peu en regard du talon 36. Toutefois, la position et la longueur axiale du collier de serrage 42 doivent être adaptées pour qu'il s'oppose au basculement du talon 36 quand la région d'extrémité arrière 34 du soufflet 7 tend à se déplacer vers l'avant par rapport à la tulipe 6. La région d'extrémité arrière 34 du soufflet 7 enfilée sur la tulipe 6 a une longueur axiale limitée. Ce résultat est obtenu grâce au fait que les lèvres d'étanchéité 37 sont situées axialement du même côté par rapport à au moins une partie du talon 36, et grâce au fait que la gorge 20 a été ménagée par tournage en copiage avec un déplacement axial de l'outil de coupe vers ce côté. Le soufflet 7 peut être utilisé également avec un joint de transmission 1 dont la gorge 20 de la tulipe 6 a été réalisée par tournage en plongée comme illustré par la Figure 3 o le flanc arrière 27 d'une telle gorge 20 a été représenté en traits mixtes. Selon une variante non représentée, les lèvres d'étanchéité 37 sont situées en arrière par rapport au talon 36 du soufflet 7. Dans cette variante, la gorge 20 de réception du talon 36 peut être réalisée par tournage en plongée ou par tournage en copiage avec un déplacement axial de l'outil de coupe vers l'arrière de la tulipe 6. REVENDICATIONS 1 - Soufflet (7) du type destiné à être relié par une région d'extrémité avant (30) à un premier organe rotatif (8)et par une région d'extrémité arrière (34) à un deuxième organe rotatif (6), la région d'extrémité arrière (34) du soufflet étant munie, d'une part, sur au moins une partie de sa périphérie, d'un talon (36) en saillie radiale destiné à être reçu dans une gorge (20) du deuxième organe rotatif pour retenir axialement la région d'extrémité arrière (34)du soufflet par rapport au deuxième organe rotatif (6), et, d'autre part, de moyens (37) d'étanchéité destinés à prendre appui sur le deuxième organe rotatif, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité sont situés axialement d'un même côté par rapport à au moins une partie du talon (36) de retenue de la région d'extrémité arrière (34) du soufflet. 2 - Soufflet selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (37) d'étanchéité sont situés axialement d'un même côté de l'ensemble du talon (36) de retenue de la région d'extrémité arrière (34) du soufflet (7). 3 - Soufflet selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens (37) d'étanchéité sont situés en avant de ladite partie ou de l'ensemble du talon (36) de retenue de la région d'extrémité arrière (34) du soufflet (7). 4 - Soufflet selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité comprennent au moins une lèvre qui s'étend, depuis ladite région d'extrémité arrière (34) du soufflet, radialement dans le même sens que le talon de retenue (36). - Soufflet selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite ou chaque lèvre d'étanchéité (37) s'étend sensiblement sur toute la périphérie de la région d'extrémité arrière (34) du soufflet (7). 6 - Soufflet selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite ou chaque lèvre d'étanchéité (37) s'étend sensiblement continûment sur toute la périphérie de la région d'extrémité arrière (34) du soufflet. 7 Soufflet selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le talon de retenue (36) s'étend de manière discontinue sur la périphérie de la région d'extrémité arrière (34) du soufflet (7). 8 - Soufflet selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la région d'extrémité arrière (34) du soufflet présente une gorge (43) de réception d'un organe de serrage (42) de la région d'extrémité arrière (34) du soufflet sur le deuxième organe rotatif (6). 9 - Soufflet selon la revendication 8, caractérisé en ce que la gorge (43) de réception de l'organe de serrage (42) est située axialement, par rapport à au moins une partie du talon (36) de retenue de la région d'extrémité arrière (34) du soufflet, du même côté que les moyens (37) d'étanchéité. 10 - Soufflet selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le talon de retenue s'étend radialement vers l'intérieur depuis la région d'extrémité arrière (34) du soufflet (7). 11 - Joint de transmission comprenant un premier (8) et un deuxième (6) organes rotatifs et un soufflet (7) relié par une région d'extrémité avant (30) au premier organe rotatif et par une région d'extrémité arrière (34) au deuxième organe rotatif, caractérisé en ce que le soufflet est un soufflet selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, et en ce que le deuxième organe rotatif (6) présente, sur au moins une partie de sa périphérie, une gorge (20) dans laquelle le talon (36) de retenue de la région d'extrémité arrière (34) du soufflet est reçu, et en ce que les moyens (37) d'étanchéité du soufflet prennent appui sur le deuxième organe rotatif (6) axialement d'un même côté par rapport à au moins une partie de la gorge (20) de réception du talon de retenue (36). 12 - Joint selon la revendication 11, caractérisé en ce que les moyens (37) d'étanchéité du soufflet prennent appui sur le deuxième organe rotatif axialement d'un même côté par rapport à l'ensemble de la gorge (20) de réception du talon de retenue (36). 13 - Joint selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que les moyens (37) d'étanchéité du soufflet prennent appui sur le deuxième organe rotatif (6) en avant de ladite partie ou de l'ensemble de la gorge (20) de réception du talon de retenue (36). 14 - Joint selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend un organe (42) de serrage de la région d'extrémité arrière (34) du soufflet sur le deuxième organe rotatif (6), et en ce que l'organe de serrage (42) est disposé axialement, par rapport à au moins une partie du talon (36) de retenue de la région d'extrémité arrière (34) du soufflet, du même côté que les moyens (37) d'étanchéité. - Joint selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que la gorge (20) de réception du talon de retenue (36) est ménagée dans une surface radialement extérieure (21) du deuxième organe rotatif (6), et en ce que le talon de retenue (36) s'étend radialement vers l'intérieur depuis la région d'extrémité arrière (34) du soufflet.