Brevet FR2787155A1 — publié le 20000616

L'invention concerne un agencement d'étanchéité dans un joint homocinétique, qui comprend une partie de joint extérieure avec au moins une ouverture à une extrémité axiale, une partie de joint intérieure insérée dans la précédente et à laquelle est relié un arbre de transmission, et des corps roulants agissant entre la partie de joint extérieure et la partie de joint intérieure et servant à la transmission du couple, au moins un élément de tôle s'appuyant par une surface annulaire sur une surface frontale de la partie de joint extérieure, et la partie de joint extérieure et l'élément de tôle étant serrés mutuellement. Des joints homocinétiques dans le sens ici considéré, peuvent être des joints homocinétiques à billes ou des joints à tripode, ou d'autres joints similaires servant à la transmission de couples. Des joints homocinétiques du type cité sont en règle générale fournis par les fabricants sous la forme de pièces intégrales d'arbres de transmission articulés, complets, constitués d'un corps d'arbre et de deux joints montés à ses deux extrémités. Dans ce cas, les joints sont pourvus d'un remplissage de graisse et prêts au montage des parties de joint extérieures respectives sur des flasques conjugués. Les parties de joint extérieures sont rendues étanches par rapport au corps d'arbre, à l'aide de soufflets d'étanchéité. Ces soufflets d'étanchéité peuvent notamment être fixés sur des anneaux de tôle, qui pour leur part forment des surfaces annulaires destinées à être vissées sur des surfaces frontales de la partie de joint extérieure. Dans le cas de joints, qui, en étant désignés par joints en forme de disque, présentent une seconde ouverture, sont prévus en tant qu'autres éléments de tôle, des 2 2787155 couvercles de tôle, qui rendent étanches les joints, non pas uniquement durant le transport et le montage, mais également de manière permanente durant le fonctionnement. A cet effet, ces couvercles de tôle sont serrés entre la partie de joint extérieure et le flasque. Pour l'étanchéité, on doit prévoir entre les surfaces métalliques reposant l'une sur l'autre, des éléments d'étanchéité élastiques, parce que les surfaces métalliques, en raison d'états de surface d'un usinage imprécis, ne peuvent empêcher de manière fiable une fuite du remplissage de graisse durant le fonctionnement, lorsque le remplissage de graisse, suite à des températures élevées, devient très fluide et se trouve sous l'effet de la force centrifuge. De tels éléments d'étanchéité élastiques, qui se trouvent entre des pièces métalliques vissées l'une sur l'autre et se trouvent sous précontrainte, subissent toutefois un processus de tassement. A cette occasion, les vis servant au serrage perdent de leur force de précontrainte de sorte qu'elles peuvent même venir à se desserrer. Un tel desserrage des vis doit toutefois absolument être évité pour des raisons de sécurité. Un resserrage des vis après une période de rodage n'est plus possible d'après les standards d'aujourd'hui. A partir de là, le but de l'invention consiste à fournir un agencement d'étanchéité du type de celui cité, qui remplit sa fonction d'étanchéité de manière fiable, et avec lequel des phénomènes de tassement ou de relâchement dans le serrage et les dommages en résultant, sont exclus. Ce but est atteint conformément à l'invention, grâce au fait qu'une première surface - la surface annulaire ou la surface frontale - présente une structure superficielle comprenant des surfaces d'appui -l 3 2787155 planes et, réalisées dans celles-ci à la machine, des stries ou des rainures, et l'autre surface respective - la surface annulaire ou la surface frontale - forme une surface conjuguée plane, des moyens d'étanchéité élastiques, plastiques, étant insérés entre la surface annulaire et la surface frontale, et ces moyens d'étanchéité élastiques, plastiques, étant moulés par refoulement dans les stries ou rainures de la structure superficielle jusqu'à l'entrée en contact des surfaces d'appui planes avec la surface conjuguée plane. Les stries ou les rainures sont dans ce cas formées après fabrication d'une surface tout d'abord plane, dans cette surface. La consistance élastique-plastique des moyens d'étanchéité, garantit une étanchéité fiable en compensant des irrégularités d'état de surface sur la surface annulaire ou sur la surface frontale opposée. Grâce au serrage jusqu'à l'appui métallique des surfaces d'appui planes sur la surface opposée plane, on exclut toutefois l'apparition de phénomènes de tassement du matériau élastique, plastique. La configuration des surfaces d'appui planes et des stries ou rainures doit en même temps permettre de garantir que l'on conserve un anneau d'étanchéité continu, même si le cas échéant il peut être sectionné par endroits, de sorte qu'il est impossible qu'il s'établisse des chemins de fuite pour le remplissage de graisse, suite à une détérioration partielle de l'anneau d'étanchéité. Selon une première configuration, la structure superficielle est constituée par un simple moletage croisé, qui forme des surfaces d'appui en forme de réseau quadrillé et des stries croisées, qui sont réalisées de préférence dans la surface frontale de la partie de joint extérieure. Ainsi, les zones situées entre les stries réalisent le contact métallique, et le réseau constitué par les stries croisées forme toutefois 4 2787155 une structure d'étanchéité de configuration rattachée, en forme d'anneau. Un tel moletage peut donc avantageusement être réalisé sur la surface frontale de la partie de joint extérieure. Il peut s'avérer particulièrement rationnel que le matériau d'étanchéité élastique, plastique, soit refoulé radialement vers l'intérieur ou radialement vers l'extérieur, dans une zone o existe un interstice entre l'élément de tôle et la partie de joint extérieure, qui n'est plus transpercé par des surfaces d'appui, de sorte qu'il se forme un anneau d'étanchéité élargi et non interrompu. Selon une seconde configuration, la structure superficielle est constituée par une rainure périphérique imprimée par formage dans une surface d'appui plane, réalisée de préférence dans la surface annulaire de l'élément de tôle, et établissant une étanchéité annulaire fiable en cas de contact de la surface d'appui plane avec la surface conjuguée. D'après une caractéristique de l'invention, l'élément de tôle est un couvercle de tôle qui ferme une seconde ouverture à l'autre extrémité axiale de la partie de joint extérieure, et qui est serré entre une surface frontale de la partie de joint extérieure et un flasque. La rainure périphérique précédemment évoquée se laisse notamment bien imprimer par formage dans ce couvercle. Selon un mode de réalisation préféré, la structure superficielle est donc réalisée dans l'élément de tôle plus aisément maniable et constitué d'un matériau plus tendre, la surface frontale sur la partie de joint extérieure étant alors plane. Une inversion de ces conditions géométriques est toutefois également possible selon la présente invention. s 2787155 D'après une caractéristique de l'invention, l'élément de tôle est un anneau de tôle qui forme une gorge annulaire pour la fixation d'un soufflet, et qui est serré contre une surface frontale de la partie de joint extérieure au moyen de vis de serrage. Dans la mesure o l'élément de tôle forme l'anneau de tôle pour la fixation d'un soufflet, le contact métallique avec les surfaces d'appui de la structure superficielle n'a besoin d'être réalisé que dans la zone des têtes de vis des vis de serrage, pour exclure les phénomènes de tassement. Si dans les zones entre deux têtes de vis respectives, le matériau d'étanchéité appliqué est refoulé de manière moins forte, cela ne représente aucune forme d'inconvénient pour l'effet d'étanchéité. Dans la mesure o l'élément de tôle est le capuchon de tôle entre la partie de joint extérieure et le flasque, pour l'étanchéité de la partie de joint extérieure au niveau de la seconde ouverture, il est toutefois nécessaire de réaliser sur la totalité de la périphérie un contact métallique des surfaces d'appui avec la surface conjuguée, c'est à dire notamment la surface plane de la partie de joint extérieure. Finalement, le matériau d'étanchéité est choisi de manière à être susceptible de fluer en permanence en étant sous pression. L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'un agencement d'étanchéité du type de celui qui vient d'être décrit, qui est caractérisé en ce que l'on dépose ou applique sur la surface annulaire ou la surface frontale, un anneau périphérique d'un 6 2787155 matériau d'étanchéité élastique, plastique, et en ce qu'en serrant réciproquement le couvercle de tôle et/ou l'anneau de tôle, la partie de joint extérieure et un flasque, par exemple au moyen de vis, le matériau d'étanchéité élastique, plastique est moulé par refoulement dans les stries ou les rainures de la structure superficielle, jusqu'à l'établissement d'un contact métallique des surfaces d'appui planes de la structure superficielle sur la surface conjuguée plane. Le matériau d'étanchéité élastique, plastique, peut être appliqué par projection sur la surface annulaire ou la surface frontale, ou est déposé sous forme de corps annulaire préfabriqué entre la surface annulaire et la surface frontale, et est ensuite amené à fluer lors du serrage entre la surface annulaire et la surface frontale. Le matériau d'étanchéité peut ici être constitué par un matériau synthétique visqueux qui est appliqué sous forme de chenille fermée, en forme d'anneau, sur la surface annulaire striée en réseau ou dans la rainure annulaire ou sur la surface conjuguée plane. Le cas échéant, le matériau d'étanchéité peut également être un corps en forme de bourrelet appliqué par projection, dont l'épaisseur par rapport à la structure superficielle striée en réseau ou rainurée, ne présente qu'une surépaisseur très faible, en vue de pouvoir fluer dans les creux, en étant sous pression. Des exemples de réalisation préférés de l'invention vont être explicités dans la suite, au regard des dessins annexés, qui montrent: Fig.1 une partie de joint extérieure comprenant un agencement d'étanchéité conforme à l'invention, en coupe longitudinale, selon un premier mode de réalisation; 7 2787155 Fig.2 une vue en plan sur un élément de tôle dans un agencement d'étanchéité selon la figure 1, selon l'une des deux vues Z indiquées sur la figure 1 par des flèches; Fig.3 un détail agrandi de la figure 2; Fig.4 une coupe au travers de la surface selon la figure 3, conformément à la ligne de coupe A-A indiquée sur la figure 3; Fig.5 une partie de joint extérieure comprenant un agencement d'étanchéité conforme à l'invention, en coupe longitudinale, selon un second mode de réalisation; Fig.6 une vue en plan sur un élément de tôle dans un agencement d'étanchéité selon la figure 5, selon l'une des deux vues Z indiquées sur la figure 5 par des flèches; Fig.7 un détail agrandi de la figure 6; Fig.8 une coupe au travers de la surface selon la figure 7, conformément à la ligne de coupe A-A indiquée sur la figure 7. Les figures 1 et 5 vont être décrites en commun dans la suite. Y est représenté un joint homocinétique 11 du type VL, comprenant une partie de joint extérieure 12 en forme de disque, qui présente donc deux ouvertures axiales. A l'intérieur de la partie de joint extérieure 12 est placée la partie de joint intérieure 16 dans laquelle est emmanché, en y étant lié en rotation, un arbre de transmission 17. Dans la partie de joint extérieure 12, on peut voir des chemins de 8 2787155 circulation de billes extérieurs 18, et dans la partie de joint intérieure 16, des chemins de circulation de billes intérieurs 20. Ceux- ci reçoivent des billes 19 qui sont guidées dans une cage à billes 21 de forme annulaire. Les chemins de circulation de billes 18, 20, à la différence de la représentation simplifiée, sont réalisés de façon à former par rapport à l'axe longitudinal des angles de croisement opposés. La partie de joint extérieure 12 et la partie de joint intérieure 16 peuvent fléchir l'une par rapport à l'autre selon un débattement angulaire autour du centre de joint X, les billes 19 assurant, par l'entreprise de la cage à billes 21, un couplage en rotation entre la partie de joint extérieure et la partie de joint intérieure. La partie de joint extérieure 12 et la partie de joint intérieure 16 peuvent, de plus, coulisser axialement l'une par rapport à l'autre. Lors d'une flexion du joint, les billes vont s'établir sur un plan formant bissectrice, et pour un coulissement axial, sur le centre du déplacement de coulissement axial. Au niveau de la première ouverture 22 de la partie de joint extérieure 12, sur la surface frontale 23 de la partie de joint extérieure, est rapporté un anneau de tôle 24, qui forme une gorge annulaire 26 destinée à recevoir un soufflet 27. Le soufflet 27 est serré de manière fixe, par son autre extrémité non représentée, sur l'arbre de transmission 17. L'anneau de tôle 24 forme une surface annulaire 25 interagissant avec la surface frontale 23, et est serré, au moyen de vis de serrage 30 engagées dans des trous de vis 29, avec la partie de joint extérieure 12 et un flasque 28. Sous les têtes de vis 31, on peut apercevoir des rondelles 32. Au niveau de la seconde ouverture 34, la partie de joint extérieure 12 forme une seconde surface frontale 35 sur lequel s'appuie un couvercle de tôle 36 avec une surface annulaire 37. Le couvercle de tôle 36 est muni, dans la 9 2787155 zone de la surface annulaire 37 de trous de vis 39, et est serré entre la partie de joint extérieure 12 et le flasque 28. Entre l'anneau de tôle 24 et la surface frontale 23, se trouve un premier anneau d'étanchéité 40. Entre le couvercle de tôle 36 et la surface frontale se trouve un second anneau d'étanchéité 41. Les figures 2 à 4 laissent entrevoir que les surfaces annulaires 25, 37 des éléments de tôle, représentées selon la vue en plan d'après les flèches Z, sont transpercées par les trous de vis 29, 39 et sont d'une largeur réduite dans la zone de chacun des chemins de circulation de billes. Le long de leur bord intérieur s'étendant à la manière d'une feuille, est rapporté un anneau d'étanchéité 40, 41 en un matériau élastique, plastique. Comme le montre l'agrandissement pour la pièce de tôle 24, 36, l'état de surface de la surface annulaire 25, 37, présente un moletage croisé qui forme des surfaces d'appui 42 en forme de losange, séparées par des stries 43 intermédiaires. Le matériau étalé sous forme de couche est refoulé complètement dans les stries lors de l'établissement de l'étanchéité, un excès étant susceptible de s'échapper par les extrémités ouvertes des stries. Les surfaces d'appui 42 en forme de losange viennent en appui sur les surfaces frontales 23, 35 de la partie de joint extérieure 12. Le matériau élastique, plastique, de l'anneau d'étanchéité 40, 41 de forme annulaire, est refoulé dans les stries 43 lors du serrage complet de la partie de joint extérieure 12 et du flasque 28. Dans la zone moletée, se forme un réseau fermé, rattaché, de matériau d'étanchéité. Un tassement mécanique du joint d'étanchéité 40, 41 n'est alors plus possible. On exclut ainsi un phénomène de desserrage des vis 30 suite à des phénomènes de tassement. Les figures 6 à 8 laissent entrevoir que les 2787155 surfaces annulaires 25, 37 des éléments de tôle, représentées selon la vue en plan d'après les flèches Z, sont transpercées par les trous de vis 29, 39 et sont d'une largeur réduite dans la zone de chacun des chemins de circulation de billes. Le long de leur bord intérieur s'étendant à la manière d'une feuille, est rapporté un anneau d'étanchéité 40, 41 en un matériau élastique, plastique. Comme le montre l'agrandissement pour la pièce de tôle 24, 36, l'état de surface de la surface annulaire 25, 37, présente une rainure périphérique 45 qui est imprimée par formage dans la surface d'appui plane 44. La surface d'appui 44 surélevée par rapport à la rainure périphérique 45 en creux, vient s'appuyer sur les surfaces frontales 23, 35 de la partie de joint extérieure 12. Le matériau élastique, plastique du joint d'étanchéité 41 de forme annulaire, est refoulé, lorsque la partie de joint extérieure 12 et le flasque 28 sont complètement serrés, dans la rainure périphérique 45 tout d'abord remplie uniquement de manière partielle. Comme le montre la coupe A-A agrandie, le matériau d'étanchéité est appliqué de manière telle, qu'il fasse tout d'abord saillie de la surface d'appui surélevée 44 (profil en coin 40'), mais puisse toutefois être totalement absorbé par la rainure périphérique plate 45 (profil plat 40). Un tassement mécanique du joint d'étanchéité 40, 41 n'est alors plus possible. On exclut ainsi un phénomène de desserrage des vis 30 suite à des phénomènes de tassement. REVENDICATIONS. 1. Agencement d'étanchéité sur un joint homocinétique (11), qui comprend une partie de joint extérieure (12) avec au moins une ouverture (22, 34) à une extrémité axiale, une partie de joint intérieure (16) insérée dans la précédente et à laquelle est relié un arbre de transmission (17), et des corps roulants agissant entre la partie de joint extérieure (12) et la partie de joint intérieure (16) et servant à la transmission du couple, au moins un élément de tôle (24, 36) s'appuyant par une surface annulaire (25, 37) sur une surface frontale (23, 35) de la partie de joint extérieure (12), et la partie de joint extérieure (12) et l'élément de tôle (24, 36) étant serrés mutuellement, caractérisé en ce qu'une première surface - la surface annulaire (25, 37) ou la surface frontale (23, 35) présente une structure superficielle comprenant des surfaces d'appui planes (42, 44) et, réalisées dans celles-ci à la machine, des stries ou des rainures (43, 45), et l'autre surface respective - la surface annulaire (25, 37) ou la surface frontale (23, 35) - forme une surface conjuguée plane, des moyens d'étanchéité (40, 41) élastiques, plastiques, étant insérés entre la surface annulaire (25, 37) et la surface frontale (23, 35), et ces moyens d'étanchéité (40, 41) élastiques, plastiques, étant moulés par refoulement dans les stries ou rainures (43, ) de la structure superficielle jusqu'à l'entrée en contact des surfaces d'appui planes (42, 44) avec la surface conjuguée plane. 2. Agencement d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure superficielle est constituée par un moletage croisé, qui -U- 12 2787155 forme des surfaces d'appui (42) en forme de réseau quadrillé et des stries croisées (43), qui sont réalisées dans la surface frontale (23, 35) de la partie de joint extérieure (12). 3. Agencement d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure superficielle est constituée par une rainure périphérique (45) imprimée par formage dans une surface d'appui plane (44), et réalisée dans la surface annulaire (25, 37) de l'élément de tôle. 4. Agencement d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de tôle est un couvercle de tôle (36) qui ferme une seconde ouverture (34) à l'autre extrémité axiale de la partie de joint extérieure (12), et qui est serré entre une surface frontale (35) de la partie de joint extérieure (12) et un flasque (28). 5. Agencement d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élément de tôle est un anneau de tôle (24) qui forme une gorge annulaire (26) pour la fixation d'un soufflet (27), et qui est serré contre une surface frontale (23) de la partie de joint extérieure (12) au moyen de vis de serrage (30). 6. Agencement d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau d'étanchéité (40, 41) est susceptible de fluer en permanence en étant sous pression. 7. Procédé de fabrication d'un agencement d'étanchéité selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on dépose ou applique sur la 13 2787155 surface annulaire (25, 37) ou la surface frontale (23, ), un anneau périphérique (40, 41) d'un matériau d'étanchéité élastique, plastique, et en ce qu'en serrant réciproquement le couvercle de tôle (36) et/ou l'anneau de tôle (24), la partie de joint extérieure (12) et un flasque (28) au moyen de vis (30), le matériau d'étanchéité élastique, plastique est moulé par refoulement dans les stries ou les rainures (43, 45) de la structure superficielle, jusqu'à l'établissement d'un contact métallique des surfaces d'appui planes (42, 44) de la structure superficielle sur la surface conjuguée plane. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau d'étanchéité élastique, plastique, est appliqué par projection sur la surface annulaire (25, 37) ou la surface frontale (23, ), et est amené à fluer lors du serrage entre la surface annulaire (25, 37) et la surface frontale (23, 35). 9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau d'étanchéité élastique, plastique, est déposé sous forme de corps annulaire préfabriqué entre la surface annulaire (25, 37) et la surface frontale (23, 35), et est amené à fluer lors du serrage entre la surface annulaire (25, 37) et la surface frontale (23, 35).