Brevet FR2844327A1 — publié le 20040312

Joint d'étanchéité et dispositif de transmission de couple comportant un tel joint L'invention se rapporte à un joint d'étanchéité destiné à assurer l'étanchéité notamment entre un carter et un arbre, 5 ainsi qu'à un dispositif de transmission de couple comportant un tel joint. L'invention concerne plus particulièrement un joint d'étanchéité destiné à être placé entre une ouverture d'un carter et un arbre plongeant dans le carter, comprenant une 1o armature ayant la forme générale d'un d'anneau et un matériau d'étanchéité porté par l'armature formant au moins une lèvre d'étanchéité vers l'intérieur du joint. Dans certaines applications, l'ouverture sur laquelle est disposé le joint doit accueillir un arbre qui est cannelé à son 15 extrémité. Les cannelures des arbres présentent en générale des arêtes vives qui sont susceptibles d'abîmer le joint lors de l'introduction de l'extrémité de l'arbre dans la carter. Pour résoudre ce problème, il est connu de disposer une gaine de protection autour des lèvres du joint lors du montage 20 de l'arbre, la gaine étant ensuite retirée après le montage. Cependant, cette solution pose d'autres problèmes. En effet, l'extraction de la gaine après le montage de l'arbre constitue une opération supplémentaire pour un opérateur. De plus, cette opération est rendue difficile en raison d'une part 25 de l'accessibilité toujours plus réduite des organes d'un véhicule et, d'autre part, de la nécessité de ne pas abîmer le joint lors du retrait de la gaine de protection. La gaine de protection est par ailleurs susceptible d'être oubliée par l'opérateur après le montage de l'arbre. Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. A cette fin, le joint d'étanchéité selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le 3183OIEDC dép&t FR préambule ci-dessus, comprenant un protecteur, est essentiellement caractérisé en ce que le protecteur est apte à quitter l'intérieur du joint lorsqu'il est soumis à une force d'intensité déterminée selon une direction sensiblement 5 parallèle à l'axe de révolution du joint, de façon à libérer automatiquement les lèvres lors d'un montage d'un arbre à l'intérieur du joint. Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes - le protecteur a la forme générale d'une bague cylindrique, - le protecteur est maintenu par encliquetage à l'intérieur du joint, - la surface extérieure du protecteur comporte des ergots i5 de maintien destinés à coopérer avec le joint, pour permettre la désolidarisation du protecteur et du joint par déformation élastique relative de ces derniers, - la surface extérieure du protecteur comporte des ergots de maintien destinés à coopérer avec l'armature du joint, L'invention concerne également un un dispositif de transmission de couple comportant un carter contenant des organes mécaniques mobiles, une entrée dans laquelle est disposé un arbre de transmission et un joint d'étanchéité disposé au niveau de l'entrée entre le carter et l'arbre, 25 caractérisé en ce que le joint d'étanchéité est conforme à l'une quelconque des caractéristiques précédentes. Selon d'autres particularités avantageuses - l'arbre de transmission comporte un épaulement sur sa surface externe conformé de façon que, lors du montage de 30 l'arbre dans le carter, l'épaulement vient en butée sur le protecteur et désolidarise ce dernier du joint puis l'entraîne à l'intérieur du carter, 31830/EDC dépôt FR - le carter comporte un logement destiné à accueillir le protecteur désolidarisé du joint lors du montage de l'arbre dans le carter, - le logement destiné à accueillir le protecteur est formé 5 par un évidement dans le carter définissant un interstice pour le protecteur entre le carter et l'arbre, - le logement destiné à accueillir le protecteur forme une butée axiale pour le protecteur de façon que, lorsque l'arbre est en position montée dans le carter, le protecteur est 1o maintenu axialement dans une position déterminée entre l'épaulement de l'arbre et la butée axiale du carter. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles: - les figures 1 à 3 représentent des vues en coupe de trois étapes successives du montage d'un arbre de transmission dans un carter différentiel comportant un joint d'étanchéité conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention, - la figure 4 représente une vue en coupe du joint 20 d'étanchéité des figures 1 à 3, - la figure 5 représente une vue en perspective et en coupe du joint des figures 1 à 4 la figure 6 représente une vue en coupe agrandie d'un détail de la figure 2 illustrant l'agencement du joint 25 d'étanchéité sur le carter, - la figure 7 représente une vue en coupe agrandie d'un détail de la figure 3 illustrant l'agencement du joint d'étanchéité dans le carter lorsque l'arbre est en position montée, - la figure 8 représente une vue en coupe d'un empilement d'une série de joints d'étanchéité conformes à l'invention. 31830/EDC dépôt FR Un détail d'un carter 2 d'un différentiel de véhicule et une extrémité 14 cannelée d'un arbre 9 de transmission sont représentés aux figures 1 à 3. Classiquement, le carter 2 comporte une ouverture 10 prévue pour accueillir l'extrémité 14 de l'arbre 9. Un joint d'étanchéité 1 est monté sur l'ouverture 10 du carter 2 pour empêcher d'une part la sortie d'huile du carter 2 et, d'autre part, l'entrée de salissure dans ce carter 2. En se référant aux figures 4 et 5, le joint 1 selon 1o l'invention comporte une armature 3, par exemple métallique, ayant la forme générale d'un d'anneau. L'armature 3 comporte une portion 15 repliée vers l'extérieur formant un rebord destiné à prendre appui sur la bordure de l'ouverture 10 du carter 2 (figure 5). L'armature 3 comporte également trois 1s portions 15, 17, 18 repliées vers l'intérieur de l'anneau. Un matériau d'étanchéité 13, tel qu'un élastomère, est fixé sur la surface extérieure de l'armature 3, pour assurer l'étanchéité dite "statique" du système (entre le carter 2 et l'armature 3). Un matériau d'étanchéité 13 est également fixé 20 dans la partie intérieure de l'armature 3, de façon à former deux lèvres 4, 5 d'étanchéité destinées à reposer sur l'arbre 9 pour assurer l'étanchéité dite "dynamique" et une fonction de "cache poussière". Classiquement, un ressort 37 annulaire peut être associé à une lèvre 4. Le joint 1 comporte également 25 à son entrée une collerette 18 formant une lèvre rigide prévue pour guider l'entrée d'un arbre dans le joint 1. Le joint 1, comporte également un anneau rigide 19 disposé entre la lèvre 5 cache poussière et la collerette guide 18. L'anneau 19 rigide est prévu d'une part pour former un 30 cache poussière et, d'autre part, pour guider un protecteur 6 disposé à l'intérieur du joint 1. Le protecteur 6 a, par exemple, la forme générale d'une bague cylindrique. 3830/FEDC dépôt FR Les lèvres 4, 5 d'étanchéité reposent sur la surface extérieure du protecteur 6. Le protecteur 6 forme ainsi un écran empêchant que les arêtes vives des cannelures d'un arbre n'entrent en contact avec les lèvres 4, 5. Selon l'invention, le protecteur 6 est apte à quitter l'intérieur du joint 1 lorsqu'il est soumis à une force d'intensité déterminée selon une direction sensiblement parallèle à l'axe 27 de révolution du joint 1, de façon à libérer automatiquement les lèvres 4, 5 lors d'un montage d'un arbre 9 à l'intérieur du 10 joint 1. De préférence, le protecteur 6 est maintenu par encliquetage à l'intérieur du joint 1. Par exemple, la surface extérieure du protecteur 6 comporte des ergots 7 de maintien destinés à coopérer avec une portion 16 de l'armature 3 qui 15 est repliée vers l'intérieur du joint. De cette façon, la désolidarisation du protecteur 6 et du joint 1 est obtenue par une simple déformation élastique du protecteur et/ou du joint 1. Le montage d'un arbre 9 dans un carter 2 pourvu d'un joint 20 d'étanchéité 1 conforme à l'invention va à présent être décrit en référence aux figures 1 à 3, 6 et 7. Le joint 1 est monté de façon connue au niveau de l'ouverture 10 du carter 2 (figure 6). L'extrémité 14 cannelée de l'arbre 9 est approché de l'ouverture 10 (figure 1) puis introduite dans le carter 2 à 25 travers le joint 1 (figure 2). Le diamètre de l'extrémité 14 cannelée de l'arbre 9 est inférieur au diamètre intérieur du protecteur 6. De cette façon, l'extrémité 14 de l'arbre 9 coulisse à l'intérieur du joint 1 et de son protecteur 6, les arêtes des cannelures n'entrant pas en contact avec les lèvres 30 4, 5 d'étanchéité (figure 2). A une position déterminée sur sa longueur, l'arbre 9 présente une portion de diamètre supérieur au diamètre intérieur du protecteur 6, mais inférieur au diamètre intérieur du joint 1. Le raccordement entre ces deux portions de 35 diamètres différents forme un épaulement 11 sur l'arbre 9 qui 31830/EDC dépôt FR vient en butée sur le protecteur 6 et pousse ce dernier vers l'intérieur du carter 2 (figure 3). L'arbre 9 désolidarise ainsi le protecteur 6 du joint 1 et libère les lèvres 4, 5 d'étanchéité. De préférence, le carter 2 (ou un boîtier interne 20 au 5 carter 2) comporte un logement 12 spécialement destiné à accueillir le protecteur 6 désolidarisé du joint 1 lors du montage de l'arbre 9 dans le carter 2. Le logement 12 destiné à accueillir le protecteur 6 peut être formé, par exemple, par un évidement dans le carter 20 10 définissant un interstice pour le protecteur 6 entre le carter 20 et l'arbre 9 (figures 3, 6 et 7). De préférence, le logement 12 pour le protecteur 6 forme une butée axiale 21 pour le protecteur 6 de façon que, lorsque l'arbre 9 est en position montée, le protecteur 6 est maintenu axialement dans une îs position déterminée entre l'épaulement 11 de l'arbre 9 et la butée axiale 21. On conçoit donc aisément que l'invention, tout en étant de structure simple et peu coteuse, permet de résoudre les problèmes de l'art antérieur. En particulier, le joint conforme à 20 l'invention présente une grande facilité de montage et nécessite moins d'intervention manuelle par rapport à l'art antérieur. Par ailleurs, l'ensemble constitué par le joint et son protecteur selon l'invention présente une forme et une tenue 25 permettant l'empilement de plusieurs joints 1 (figure 8). Un tel empilement peut être avantageusement utilisé dans un outil automatisé de montage du joint. L'invention a été décrite dans une application à un carter différentiel de transmission, cependant, l'invention peut 30 s'appliquer à toute autre application équivalente, et notamment à tout type de transmission mécanique qu'elle soit transversale ou longitudinale. 31830/EDC dépôt FR R E V E N D I C AT 10 N S 1. Joint d'étanchéité destiné à assurer l'étanchéité notamment entre un carter (2) et un arbre (9), du type comprenant une armature (3) ayant la forme générale d'un d'anneau, un 5 matériau d'étanchéité (13) porté par l'armature (3) et formant au moins une lèvre d'étanchéité (4, 5) vers l'intérieur du joint (1), un protecteur (6) amovible disposé à l'intérieur du joint (1), caractérisé en ce que le protecteur (6) est apte à quitter l'intérieur du joint (1) lorsqu'il est soumis à une force io d'intensité déterminée selon une direction sensiblement parallèle à l'axe de révolution du joint (1), de façon à libérer automatiquement les lèvres (4, 5) lors d'un montage d'un arbre (9) à l'intérieur du joint (1). 2. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en 15 ce que le protecteur (6) a la forme générale d'une bague cylindrique. 3. Joint d'étanchéité selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le protecteur (6) est maintenu par encliquetage à l'intérieur du joint (1). 4. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la surface extérieure du protecteur (6) comporte des ergots (7) de maintien destinés à coopérer avec le joint, pour permettre la désolidarisation du protecteur (6) et du joint (1) par 25 déformation élastique relative de ces derniers. 5. Joint d'étanchéité selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface extérieure du protecteur (6) comporte des ergots (7) de maintien destinés à coopérer avec l'armature (3) du joint (1). 31830/EDC dépôt FR 6. Dispositif de transmission de couple comportant un carter (2) contenant des organes mécaniques mobiles, une entrée dans laquelle est disposé un arbre (9) de transmission et un joint d'étanchéité (1) disposé au niveau de l'entrée (10) entre 5 le carter (2) et l'arbre (9), caractérisé en ce que le joint d'étanchéité (1) est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 7. Dispositif de transmission selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'arbre de transmission (9) comporte un io épaulement (11) sur sa surface externe conformé de façon que, lors du montage de l'arbre (9) dans le carter (2), l'épaulement (11) vient en butée sur le protecteur (6) et désolidarise ce dernier du joint (1) puis l'entraîne à l'intérieur du carter (2). 8. Dispositif de transmission selon la revendication 7, caractérisé en ce que le carter (2, 20) comporte un logement (12) destiné à accueillir le protecteur (6) désolidarisé du joint (1) lors du montage de l'arbre (9) dans le carter (2). 9. Dispositif de transmission selon la revendication 8, 20 caractérisé en ce que le logement (12) destiné à accueillir le protecteur (6) est formé par un évidement dans le carter (2, 20) définissant un interstice pour le protecteur (6) entre le carter (2, 20) et l'arbre (9). 10. Dispositif de transmission selon la revendication 8 ou 9, 25 caractérisé en ce que le logement (12) destiné à accueillir le protecteur (6) forme une butée axiale (21) pour le protecteur (6) de façon que, lorsque l'arbre (9) est en position montée dans le carter (2, 20), le protecteur (6) est maintenu axialement dans une position déterminée entre l'épaulement 30 (11) de l'arbre (9) et la butée axiale (21) du carter (2, 20). 3 1830/EDC dépôt FR