Brevet FR2833665A1 — publié le 20030620

La présente invention concerne un soufflet d'étanchéité destiné à assurer l'étanchéité d'un joint de transmission reliant deux arbres. Elle s'applique notamment aux soufflets de protection de joints homocinétiques. Un soufflet de protection d'un joint tripode homocinétique comprend un corps à symétrie axiale qui, à une extrémité, comporte un talon, qui, à l'état monté, s'applique contre la surface extérieure de la cloche du joint. Le talon comporte une surface radialement intérieure qui a une forme complémentaire aux trois rétrécissements de la cloche. A l'état monté du soufflet, une bague fermée serre le talon contre la cloche. La présente invention a pour but de proposer un soufflet qui assure une pression sensiblement uniforme du talon sur la surface de la cloche. A cet effet, l'invention a pour objet un soufflet du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend un corps de soufflet muni à chaque extrémité d'un talon qui est adapté pour assurer un contact étanche avec la périphérie d'un arbre ou d'un élément du joint solidaire de l'arbre, au moins un des talons comprenant une paroi radialement extérieure de forme générale cylindrique à section circulaire s'étendant coaxialement à l'axe de l'arbre associé à l'état monté, et au moins deux portions de paroi radialement intérieures qui s'étendent chacune entre deux emplacements circonférentiellement espacés de la paroi radialement extérieure, en ce que les deux emplacements de chaque paire délimitent entre eux un premier segment de la paroi extérieure, qui se trouve en vis-à-vis de la portion de paroi intérieure, lesdits premiers segments étant séparés par des seconds segments de la paroi extérieure, en ce que chaque premier segment de paroi et la portion de paroi intérieure associée délimitent une lumière à section transversale fermée, qui s'étend sur la totalité de la longueur axiale du talon et est ouvert des deux côtés axiaux du talon, en ce que la paroi radialement extérieure présente une surface d'appui d'un organe de serrage, en ce que les portions de paroi intérieures et lesdits seconds segments de paroi délimitent une surface radialement intérieure d'appui sur une surface conjuguée de l'arbre ou de l'élément du joint, et en ce que le corps du soufflet est relié au talon le long des portions de paroi intérieures et des seconds segments. Selon des modes particuliers de réalisation, le soufflet selon l'invention comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le talon présente une section transversale qui est sensiblement constante sur toute la longueur axiale de celui-ci ; - la lumière est délimitée par des surfaces s'étendant parallèlement à l'axe ; - l'épaisseur de paroi est sensiblement identique sur toute la section transversale du talon et est notamment sensiblement identique sur la totalité du soufflet - le soufflet est constitué de matière thermoplastique ; - le talon comporte des organes qui s'étendent entre ledit premier segment de paroi et la portion de paroi intérieure associée, et qui sont adaptés pour transmettre la pression radiale exercée sur ledit premier segment de paroi sur la portion de paroi ; - les organes comprennent des nervures - les nervures s'étendent parallèlement par rapport à l'axe de l'arbre associé ; - les nervures présentent une section transversale sensiblement en forme de H ou de M ; - les nervures présentent une section transversale sensiblement en forme de X ; - les nervures présentent une section transversale sensiblement en forme de Y, dont une première branche est reliée audit premier segment de paroi et les deux autres branches sont reliées à la portion de paroi intérieure associée ; - les nervures s'étendent radialement par rapport à l'axe ; - les nervures s'étendent parallèlement les unes par rapport aux autres ; et - les organes sont fabriqués d'une seule pièce avec le talon, notamment en ce que le soufflet est fabriqué d'une seule pièce. L'invention a en outre pour objet un joint de transmission, du type comprenant deux arbres, un organe de transmission articulé reliant les deux arbres, un soufflet d'étanchéité destiné à assurer l'étanchéité du joint, et deux organes de serrage des extrémités respectives du soufflet sur un arbre ou sur un élément du joint solidaire d'un arbre, les deux organes de serrage étant serrés sur ces extrémités, caractérisé en ce que le soufflet d'étanchéité est conforme à ce qui est défini précédemment. 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 de côté d'un joint de transmission selon l'invention, dont la portion délimitée par les axes en gras est représentée en coupe longitudinale ; - la Figure 2 est une vue en coupe transversale du joint selon la ligne II-II de la Figure 1 ; - la Figure 3 est une vue à plus grande échelle correspondant à la zone encerclée III sur la Figure 1 ; les Figures 4A à 4F sont des vues en coupe transversale de parties de variantes du soufflet suivant l'invention. Sur les Figures 1 et 2 est représenté un joint de transmission 2 selon l'invention, reliant un premier arbre 4 et un second arbre 6. Les deux arbres 4 et 6 sont reliés par 1 un organe de transmission mécanique non représenté en détail qui nécessite une bonne lubrification, au moyen notamment de graisse. Le confinement de ce lubrifiant au niveau du joint est assuré par un soufflet 8, qui est fixé à sa petite extrémité sur l'arbre 4, solidaire d'un élément mâle 10 du joint, et qui est fixé à sa grande extrémité sur la périphérie d'un élément femelle 12 du joint, solidaire de l'arbre 6. L'arbre 6 s'étend suivant un axe X-X. Les expressions axialement , radialement et circonférentiellement seront utilisées par rapport à cet axe. Le soufflet 8 est fabriqué en matière plastique, par exemple par moulage par injection d'une matière thermoplastique, telle que le copolyester TPE-E. Dans l'exemple représenté sur les Figures 1 et 2, le joint 2 est un joint à tripode, dont l'élément mâle 10 présente trois tourillons à galet 14, espacés angulairement de 1200 les uns des autres. L'élément femelle 12 possède des logements 16, chacun destiné à recevoir un galet 14. En coupe transversale, le profil extérieur, par rapport à l'axe X-X de l'arbre 6, de l'élément femelle 12 est donc trilobé et constitué de la succession suivant la direction circonférentielle des profils extérieurs de ces logements 16 et de rétrécissements 18, tel que représenté sur la Figure 2. Le soufflet 8 comporte un corps de soufflet 20, constitué d'une membrane élastique, en matériau plastique, à plusieurs plis de diamètres croissants à partir de l'arbre 4. Chacune des extrémités du soufflet se présente sous la forme d'un talon 22,24. La surface interne du talon 22,24 est destinée à être serrée de façon étanche contre la périphérie de l'organe associé par un organe de fixation 26,28. L'organe de fixation se présente sous la forme d'une bague fermée et plastiquement déformable, par exemple en acier ou en aluminium. Sur la Figure 1, le talon 22 est monté en contact serré sur l'arbre 4 et le talon 24 sur l'élément 12. Le talon 24 associé à l'élément femelle 12 comprend une paroi extérieure 30 de forme générale cylindrique creuse à section circulaire, munie de deux épaulements de butée 31A, 31B à ses extrémités. A l'état monté, le talon 24 est disposé coaxialement à l'axe X-X de l'arbre 6. La bague 28 s'applique contre la surface radialement extérieure de la paroi extérieure 30, entre les deux épaulements 31A, 31B. La paroi extérieure 30 est constituée d'une part de trois premiers segments de paroi 32 qui se trouvent en vis- à-vis des rétrécissements 18, et d'autre part de trois seconds segments de paroi 34 qui s'appliquent contre la surface extérieure de l'élément femelle 12 à l'emplacement des logements 16. Les segments 32 alternent avec les segments 34. Le talon 24 comporte en outre trois portions de paroi 36 radialement intérieures dont chacune s'étend circonférentiellement en vis-à-vis d'un premier segment de paroi 32. Chaque portion de paroi 36 est reliée à la paroi extérieure 30 à l'emplacement de transition entre un premier 32 et un second 34 segments de paroi. Comme représenté à la Figure 2, chaque portion de paroi 36 a, vu en coupe transversale, une forme complémentaire de celle du rétrécissement 18. En conséquence, les portions de paroi 36 et les seconds segments de paroi 34 délimitent une surface fermée intérieure du talon 24, surface qui s'applique contre tout le pourtour de la surface extérieure de l'élément 12. Chaque premier segment de paroi 32 et la portion de paroi 36 associée forment un caisson et délimitent entre eux une lumière 38 qui traverse axialement le talon 24, et qui est ouvert des deux côtés, comme ceci ressort de la Figure 3. Des organes de transmission de pression 40 sont disposés dans chaque lumière 38. Les organes 40 sont adaptés pour transmettre aux portions de paroi 36 la pression exercée par la bague 28 sur les premiers segments de paroi 32. En l'occurrence, ces organes sont constitués de deux nervures 40 de rigidification, qui s'étendent d'une zone circonférentiellement centrale 41 de chaque premier segment de paroi 32 jusqu'à la portion de paroi 36 associée. En coupe transversale, ces nervures 40 forment sensiblement une forme de V ouvert vers l'axe X-X et symétrique par rapport à un plan radial R-R défini par l'axe X-X et la zone 41. La paroi extérieure 30, les portions de paroi 36 intérieures et les nervures 40 ont sensiblement une même épaisseur de paroi. De préférence, l'épaisseur de paroi est sensiblement identique sur l'intégralité du soufflet 8. Ainsi, lors du moulage du soufflet, les contraintes qui résultent du refroidissement de la matière plastique sont faibles. Les nervures 40 et les portions de paroi intérieure 36 ainsi que leurs surfaces latérales s'étendent parallèlement à l'axe X-X de l'élément femelle 12. En conséquence, le talon 24 présente une section transversale qui est sensiblement constante sur toute la longueur axiale de celui-ci. De ce fait, la pression exercée par la bague cylindrique 28 sur le talon 24 et transmise sur la surface de contact entre le talon 24 et l'élément femelle 12 est sensiblement uniforme sur la longueur axiale du talon 24. Les nervures 40 assurent également une répartition sensiblement uniforme de la pression sur tout le pourtour de la surface de contact du talon 24 avec l'élément femelle 12. Le corps 20 du soufflet 8 est relié au talon 24 selon une ligne fermée s'étendant le long des seconds segments de paroi 34 et des portions de paroi intérieures 36. En conséquence, le soufflet 8 délimite à l'état monté un espace fermé entourant le joint même en présence des lumières ou évidements traversants 38 du talon 24. Sur les Figures 4A à 4F sont représentées des variantes des nervures de rigidification qui s'étendent dans la lumière. Les nervures de la variante montrée à la Figure 4A forment un profil sensiblement en forme de H, dont les deux branches parallèles 40A sont reliées, d'une part, à un premier segment de paroi 32 et, d'autre part, à la portion de paroi 36 intérieure associée. La branche transversale 40B s'étend entre ces deux branches 40A et parallèlement à la portion de paroi intérieure 36. Les nervures représentées sur la Figure 4B forment une section transversale en forme de M, les branches latérales 40A étant reliées à un premier segment de paroi 32 et à la portion de paroi intérieure 36 associée. La branche transversale 40B est reliée au premier segment de paroi 32 aux emplacements de la jonction des branches latérales 40A à ce premier segment. Les nervures représentées sur la Figure 4C forment une section transversale sensiblement en forme de Y, dont une première branche 40A est reliée à la partie circonférentiellement centrale d'un premier segment de paroi 32 et les deux autres branches 40B sont reliées à la portion de paroi intérieure 36 associée, en divisant cette portion en trois parties de longueurs circonférentielles sensiblement identiques. Les nervures représentées sur la Figure 4D présentent une section transversale sensiblement en forme de X comportant deux branches longues 40A fixées au premier segment de paroi 32 et deux branches courtes 40B fixées à la portion de paroi intérieure 36 associée. Les trois nervures 40A, 40B représentées sur la Figure 4E sont disposées parallèlement les unes aux autres et parallèlement à l'axe X-X. La nervure centrale 40B s'étend radialement par rapport à l'axe. Les nervures 40A, 40B représentées sur la Figure 4F s'étendent radialement par rapport à l'axe X-X. Il est à noter que toutes les nervures disposées dans une lumière 38 sont symétriques par rapport au plan radial R-R défini par l'axe X-X et le milieu circonférentiel du premier segment. Le soufflet selon l'invention répartit la pression exercée par la bague de serrage de façon sensiblement uniforme suivant les directions axiale et circonférentielle. De plus, le soufflet peut être fabriqué d'une seule pièce en matière thermoplastique grâce à l'uniformité des épaisseurs de paroi. REVENDICATIONS 1. Soufflet d'étanchéité destiné à assurer l'étanchéité d'un joint de transmission (2) reliant deux arbres (4,6), caractérisé en ce qu'il comprend un corps de soufflet (20) muni à chaque extrémité d'un talon (22,24) qui est adapté pour assurer un contact étanche avec la périphérie d'un arbre (4) ou d'un élément (12) du joint solidaire de l'arbre, au moins un des talons (24) comprenant une paroi radialement extérieure (30) de forme générale cylindrique à section circulaire s'étendant coaxialement à l'axe (X-X) de l'arbre associé à l'état monté, et au moins deux portions de paroi (36) radialement intérieures qui s'étendent chacune entre deux emplacements circonférentiellement espacés de la paroi radialement extérieure (30), en ce que les deux emplacements de chaque paire délimitent entre eux un premier segment (32) de la paroi extérieure (30), qui se trouve en vis-à-vis de la portion de paroi (36) intérieure, lesdits premiers segments (32) étant séparés par des seconds segments (34) de la paroi extérieure, en ce que chaque premier segment (32) de paroi et la portion de paroi intérieure (36) associée délimitent une lumière (38) à section transversale fermée, qui s'étend sur la totalité de la longueur axiale du talon (24) et est ouvert des deux côtés axiaux du talon (24), en ce que la paroi radialement extérieure (30) présente une surface d'appui d'un organe de serrage, en ce que les portions de paroi intérieures (36) et lesdits seconds segments de paroi (34) délimitent une surface radialement intérieure d'appui sur une surface conjuguée (18) de l'arbre ou de l'élément (12) du joint, et en ce que le corps du soufflet (20) est relié au talon (24) le long des portions de paroi intérieures (36) et des seconds segments (34). 2. Soufflet d'étanchéité suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le talon (24) présente une section transversale qui est sensiblement constante sur toute la longueur axiale de celui-ci. 3. Soufflet d'étanchéité suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la lumière (38) est délimitée par des surfaces s'étendant parallèlement à l'axe (X-X). 4. Soufflet d'étanchéité suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'épaisseur de paroi est sensiblement identique sur toute la section transversale du talon (24) et est notamment sensiblement identique sur la totalité du soufflet (20). 5. Soufflet d'étanchéité suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le soufflet (20) est constitué de matière thermoplastique. 6. Soufflet d'étanchéité suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le talon (24) comporte des organes (40 ; 40A, 40B) qui s'étendent entre ledit premier segment de paroi (32) et la portion de paroi intérieure (36) associée, et qui sont adaptés pour transmettre la pression radiale exercée sur ledit premier segment de paroi (32) sur la portion de paroi (36). 7. Soufflet d'étanchéité suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les organes comprennent des nervures (40 ; 40A, 40B). 8. Soufflet d'étanchéité suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les nervures (40 ; 40A, 40B) s'étendent parallèlement par rapport à l'axe (X-X) de l'arbre associé. 9. Soufflet d'étanchéité suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les nervures (40A, 40B) présentent une section transversale sensiblement en forme de H ou de M. 10. Soufflet d'étanchéité suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les nervures (40A, 40B) présentent une section transversale sensiblement en forme de X. 11. Soufflet d'étanchéité suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les nervures (40A, 40B) présentent une section transversale sensiblement en forme de Y, dont une première branche (40A) est reliée audit premier segment de paroi (32) et les deux autres branches (40B) sont reliées à la portion de paroi intérieure (36) associée. 12. Soufflet d'étanchéité suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les nervures (40A, 40B) s'étendent radialement par rapport à l'axe (X-X). 13. Soufflet d'étanchéité suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les nervures (40A, 40B) s'étendent parallèlement les unes par rapport aux autres. 14. Soufflet d'étanchéité suivant l'une quelconque des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que les organes (40 ; 40A, 40B) sont fabriqués d'une seule pièce avec le talon (24), notamment en ce que le soufflet (8) est fabriqué d'une seule pièce. 15. Joint de transmission, du type comprenant deux arbres (4, 6), un organe de transmission articulé reliant les deux arbres, un soufflet d'étanchéité (8) destiné à assurer l'étanchéité du joint, et deux organes de serrage (26,28) des extrémités respectives du soufflet sur un arbre (4) ou sur un élément (12) du joint solidaire d'un arbre (6), les deux organes de serrage (26,28) étant serrés sur ces extrémités, caractérisé en ce que le soufflet d'étanchéité est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.