Brevet FR2848497A1 — publié le 20040618

Procédé de fabrication d'une enveloppe à soufflets de 15 protection de dispositif de transmission et enveloppe obtenue par la mise en oeuvre du procédé La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une enveloppe à soufflets de protection de dispositif de 20 transmission, tel qu'un joint de transmission, comprenant au moins deux arbres déplaçables axialement et/ou angulairement l'un par rapport à l'autre, cette enveloppe à soufflets, dont au moins une partie des soufflets sont radiaux, présentant à chaque extrémité ouverte une section 25 de fixation au dispositif de transmission, ainsi qu'une enveloppe à soufflets de protection obtenue notamment par la mise en oeuvre du procédé précité. Différents systèmes de transmission de mouvement d'un arbre 30 menant à un arbre mené sont actuellement mis en òuvre, de préférence par joint à cardan, en particulier dans l'industrie automobile o l'on fait de plus en plus appel, pour l'entraînement des roues à partir du moteur, à des dispositifs de joints homocinétiques. Dans de tels 35 dispositifs de joint, un ensemble mécanique est lubrifié en permanence par une masse de graisse qui est enfermée dans un soufflet de protection. Celui-ci doit pouvoir d'une part se déformer élastiquement dans plusieurs directions et d'autre part conserver ses propriétés nonobstant les 5 multiples causes d'endommagements qui peuvent apparaître au cours de la vie du véhicule. En effet, il est connu de longue date que l'endommagement des soufflets est d en particulier aux chocs provoqués par des projections de parties de revêtement routier qui entraînent des amorces de 10 fissures du matériau élastomère utilisé, ou au frottement des spires de soufflet les unes contre les autres. Il existe dans l'état de la technique deux familles d'enveloppes à soufflet, à savoir d'une part les enveloppes 15 à soufflets de protection dont les soufflets sont dits axiaux, comme l'illustre la figure 2, de manière à permettre essentiellement une petite déformation axiale dudit soufflet, d'autre part les enveloppes à soufflets radiaux (figure 1) autorisant des déplacements radiaux, 20 axiaux et angulaires du dispositif de transmission. Dans le cas de soufflets axiaux, la paroi de l'enveloppe est formée d'ondulations ou de plis dont les flancs s'étendent sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal de ladite enveloppe (voir figure 2). Ce type d'enveloppe présente 25 l'avantage d'être aisé à fabriquer en raison de l'absence de contre-dépouilles. Ainsi, pour ce type d'enveloppes à soufflet, de nombreuses techniques de fabrication peuvent être utilisées. Toutefois, les enveloppes à soufflet les plus usitées aujourd'hui sont celles décrites à la figure 1 30 du fait de leurs possibilités de déformation. Dans ce cas, au moins une partie des soufflets de ladite enveloppe sont radiaux. Dans cette seconde famille d'enveloppes à soufflets, le corps de l'enveloppe, constitué d'un corps tubulaire organisé autour d'un axe longitudinal à ladite 35 enveloppe, est délimité par une paroi ondulée dont les flancs des plis s'étendent sensiblement dans une direction essentiellement radiale par rapport à l'axe longitudinal de ladite paroi. Cette disposition des plis des soufflets autorise à la fois une déformation axiale et angulaire du 5 soufflet rendant de telles enveloppes à soufflet applicables à un grand nombre de mécanismes de transmission. Pour permettre une déformation optimale d'une telle 10 enveloppe à soufflets, ces enveloppes ont pendant longtemps été réalisées par moulage ou injection de caoutchouc vulcanisé. Toutefois, du fait de la faible résistance mécanique du caoutchouc, les fabricants ont été tentés de remplacer le caoutchouc par des matériaux à plus grande 15 caractéristique de rigidité. Il en a résulté que les techniques habituellement applicables au caoutchouc ont été remplacées par des techniques d'injection/soufflage telles que décrites dans le brevet FR-A-2.610.566. Outre la technique d'injection soufflage décrite dans le brevet FR20 A-2.610.566, d'autres techniques de soufflage ont été développées. Ainsi, généralement et comme l'illustre le brevet FR-A-2.606. 849, lors de la fabrication, la paraison, constituée d'un tube en élastomère thermoplastique à l'état pâteux, est soufflée. L'élastomère thermoplastique vient se 25 plaquer sur les parois froides du moule qui représentent la surface externe du soufflet. En s'ouvrant, les deux parties du moule libèrent le soufflet obtenu. Ce procédé de soufflage représente un mode de fabrication complexe et coteux qui n'est pas encore maîtrisé d'un point de vue de 30 la qualité. En effet, la répartition correcte de l'épaisseur de matière le long du soufflet est difficile à obtenir car dépendante de nombreux facteurs. Il en résulte la nécessité d'une part d'utiliser un excès de matière afin de garantir une épaisseur minimum, d'autre part de prévoir 35 un contrôle unitaire des pièces. On est donc à la recherche aujourd'hui de procédés permettant la fabrication d'enveloppes à soufflets présentant des soufflets radiaux avec des contre-dépouilles 5 importantes et réalisés en un matériau relativement rigide, en particulier pour résister à des températures élevées et accroître la résistance mécanique de ladite enveloppe. Un.but de la présente invention est donc de -proposer un 10 procédé de fabrication d'une enveloppe à soufflets dont la mise en oeuvre permet la fabrication par injection d'une enveloppe à soufflets présentant des soufflets radiaux de forme quelconque, ladite enveloppe étant obtenue au moyen d'un matériau de rigidité quelconque apte à résister en 15 particulier à des températures élevées et apte à présenter une résistance mécanique importante. Un autre but de la présente invention est de proposer une enveloppe à soufflets dont la conception permet des 20 déformations radiales, axiales et/ou angulaires des soufflets sans nuire à la durée de vie de ladite enveloppe. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'une enveloppe à soufflets de protection de 25 dispositif de transmission, tel qu'un joint de transmission, comprenant au moins deux arbres déplaçables axialement et/ou angulairement l'un par rapport à l'autre, cette enveloppe à soufflets, dont au moins une partie des soufflets sont radiaux, présentant à chaque extrémité 30 ouverte une section de fixation au dispositif de transmission, caractérisé en ce qu'il consiste à mouler l'enveloppe à soufflet, à l'aide d'un moule en creux et d'au moins un noyau, présentant chacun au moins un filetage hélicodal complémentaire délimitant l'espace de moulage, 35 et à démouler l'enveloppe formée par dévissage relatif de l'enveloppe et du noyau en vue de l'obtention d'une enveloppe monobloc. Grâce au procédé de fabrication de l'enveloppe qui comporte 5 une étape de démoulage au cours de laquelle, après ouverture du moule en creux, il est procédé à un démoulage de l'enveloppe par dévissage relatif de l'enveloppe et du noyau, il en résulte la possibilité de fabriquer des enveloppes à soufflets de protection dont au moins une 10 partie des soufflets sont radiaux, le matériau utilisé pouvant être un matériau de rigidité élevée, les soufflets pouvant présenter des formes quelconques. L'invention a encore pour objet une enveloppe à soufflets 15 de protection de dispositif de transmission, tel que joint de transmission, comprenant au moins deux arbres déplaçables axialement et/ou angulairement l'un par rapport à l'autre, cette enveloppe à soufflets, dont au moins une partie des soufflets sont radiaux, présentant à chaque 20 extrémité ouverte, une section de fixation au dispositif de transmission, ladite enveloppe étant de préférence obtenue par la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisée en ce qu'elle se présente sous la forme d'un corps monobloc exempt de plan de joint intérieur axial, au moins une 25 partie des soufflets étant en disposition hélicodale, la section de fixation de plus grande dimension présentant une section de passage supérieure ou égale au diamètre délimité par le sommet du soufflet de plus grande dimension. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels les figures 1 et 2 représentent des vues schématiques 35 partielles en coupe d'enveloppes à soufflets conformes à l'état de la technique la figure 3 représente une vue schématique partielle en coupe d'un mode de réalisation d'une enveloppe à soufflets conforme à l'invention; la figure 4 représente une demi-section longitudinale de l'outillage nécessaire pour le moulage d'une enveloppe à-soufflets conforme à la figure 3 la figure 5 représente une vue partielle en coupe d'une enveloppe à soufflets comportant deux zones de spires hélicodales de pas inversé selon une variante de l'invention et la figure 6 représente une demi section longitudinale partielle d'une enveloppe à soufflets dans laquelle chaque soufflet est constitué de passages spiralés multiples. Comme mentionné ci-dessus, l'invention a essentiellement pour objet un procédé de fabrication d'une enveloppe 1 à soufflets 2 de protection de dispositif d'accouplement extensible ou flexible, en particulier de dispositif de 25 transmission. Cette enveloppe 1 à soufflets 2, 2A, dont les applications ne seront pas décrites plus en détail ciaprès, est constituée d'un corps tubulaire ouvert à chacune de ses extrémités et dont la paroi, organisée autour d'un axe XX', est, entre lesdites extrémités, ondulée sur au 30 moins une partie de sa longueur pour délimiter une pluralité de soufflets 2, 2A, chaque pli correspondant à un soufflet. Les extrémités du corps, de dimension généralement différente, constituent une section 3A, 3B de fixation au dispositif de transmission. Généralement, à l'état monté sur le dispositif de transmission, les sections de fixation de l'enveloppe sont fixées au dispositif par l'intermédiaire de collier, de bague ou similaire. Les plis du corps, et en particulier le sommet de ces plis constituant la nervure des soufflets, décrivent 5 une hélice qui s'étend d'une section 3A de fixation à une autre 3B autour de l'axe longitudinal du corps. Au moins une partie de ces plis, destinés à constituer les soufflets, sont conformés de manière à former des soufflets 2 dits radiaux. Ainsi, les flancs desdits soufflets 10 s'étendent à chaque fois de manière sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit corps. Pour permettre la fabrication d'une telle enveloppe à soufflets de protection en particulier radiaux, il convient 15 de disposer, comme l'illustre la figure 4, d'un outillage constitué d'une part d'un moule 5 en creux, formé par exemple de deux demi-coquilles ou d'un nombre supérieur d'éléments susceptibles d'être rapprochés l'un de l'autre pour délimiter une cavité fermée, et d'au moins un noyau 4. 20 Les demicoquilles ou la carcasse constitutive du moule 5 en creux et le ou les noyaux présentent chacun au moins un filetage hélicodal complémentaire délimitant l'espace de moulage. Le démoulage de l'enveloppe 1 est obtenu, après ouverture du moule 5 en creux, par dévissage relatif de 25 l'enveloppe 1 et du noyau 4. On obtient ainsi une enveloppe monobloc exempte de plan de joint intérieur axial. Ce dévissage peut s'effectuer de manière entièrement automatique. Le mouvement permettant un dévissage de l'enveloppe 1 du noyau 4 est soit appliqué au noyau 4 pour 30 dévisser le noyau 4 de l'enveloppe 1, soit à l'enveloppe pour dévisser l'enveloppe du noyau. De préférence, l'enveloppe 1 est immobilisée au cours du dévissage du noyau 4. A chaque fois, dans ce cas, la partie non soumise à un mouvement d'entraînement en déplacement peut être 35 maintenue en position par exemple par l'intermédiaire d'une ventouse, d'une pince ou similaire. En conclusion, l'enveloppe et/ou le noyau comporte(nt) au moins une zone destinée soit à reprendre un couple mécanique lors du dévissage, soit à permettre un blocage en rotation. Cette 5 zone peut être définie par des oreilles diamétralement opposées disposées sur le pourtour extérieur de ladite enveloppe. L'enveloppe peut également être dévissée automatiquement par application d'une pression pneumatique de préférence sur une portion entre le noyau et 10 l'enveloppe. Cette pression pneumatique est transmise par l'intermédiaire d'au moins un canal traversant le noyau de moulage. Généralement, on moule par injection l'enveloppe 1 à partir 15 d'un thermoplastique ou d'un élastomère thermoplastique ayant une dureté de préférence au moins égale à 60 shores D. Pour autoriser un démoulage par dévissage, on choisit la 20 plus grande section du ou des noyau(x) 4 d'un diamètre inférieur ou égal à la section de passage de la section 3A de fixation de plus grande dimension de l'enveloppe 1 à soufflets 2, 2A. Selon la forme de l'enveloppe souhaitée, on pourra donner au(x) noyau(x) 4 et à la carcasse du moule 25 5 une allure tronconique. Il est également possible de mouler l'enveloppe 1 à l'aide d'au moins deux noyaux 4 présentant chacun un filetage hélicodal à pas différencié, voire inversé, de préférence croissant en direction de la partie de noyau destinée à s'étendre au voisinage de la 30 section 3A de fixation de plus grande dimension de l'enveloppe 1. Pour faciliter le démoulage, la plus grande section du premier noyau est inférieure à la plus petite section du second noyau. On obtient ainsi une enveloppe qui peut être conforme à celle représentée à la figure 5 dans 35 laquelle les pas sont orientés en sens opposé d'un noyau 4 à un autre. Il est également possible de choisir un noyau délimitant des passages spiralés des soufflets de largeur croissante de la section 3B de fixation de plus petite dimension vers la section 3A de plus grande dimension. 5 Cette largeur peut ainsi évoluer jusqu'à 15 % par tour de filet. Elle augmentera généralement de 1 à 3 % par tour de filet. Bien évidemment, en fonction de la forme des filetages 10 hélicodaux ménagés sur le noyau 4 et le moule 5, un grand nombre de formes peuvent être obtenues au niveau des soufflets 2 de l'enveloppe 1. Un exemple de réalisation est fourni à la figure 6. La fabrication de telles enveloppes par injection permet également de faire varier à volonté 15 l'épaisseur desdites parois des soufflets 2. Ainsi, chaque soufflet peut avoir une zone renforcée, ou à l'inverse amincie, au niveau de la jonction d'un soufflet avec un soufflet adjacent dans la zone de creux entre deux soufflets. Il est possible également de réaliser des 20 soufflets dont les flancs sont constitués pour l'un d'une face concave, pour l'autre d'une face convexe. Il en résulte de plus grands débattements de la spire. Les enveloppes 1 à soufflets 2, 2A qui résultent d'un tel 25 procédé de fabrication peuvent affecter un grand nombre de formes. Chaque enveloppe 1 se présente toutefois sous la forme d'un corps monobloc exempt de plan de joint intérieur axial. Cette enveloppe est constituée d'un corps tubulaire organisé autour d'un axe XX' et dont les extrémités sont 30 ouvertes. Chaque extrémité ouverte est destinée à constituer une section 3A, 3B de fixation de l'enveloppe 1 au dispositif de transmission. Ce corps tubulaire de l'enveloppe est délimité sur au moins une partie de sa longueur par une paroi ondulée ou plissée. Chaque pli 35 correspond à un soufflet. Les plis ou nervures des soufflets entre lesdites sections 3A, 3B peuvent ainsi décrire une hélice à pas constant ou variable, de préférence croissant en direction de la section 3A de fixation de plus grande dimension de l'enveloppe 1. Dans 5 l'exemple représenté à la figure 3, l'hélice présente un angle ac correspondant sensiblement à l'angle formé par l'axe du pli constituant le soufflet radial avec un axe perpendiculaire à l'axe XX' longitudinal du corps. Ces plis -peuvent être orientés de manière telle que: les flancs des 10 plis s'étendent sensiblement radialement par rapport à l'axe longitudinal du corps d'enveloppe ou axialement par rapport à ce dernier. Une combinaison des deux peut également être obtenue comme l'illustre en particulier la figure 3. Indépendamment du nombre de soufflets radiaux en 15 disposition hélicodale ou de soufflets 2A axiaux, il est primordial que la section 2A de fixation de plus grande dimension de l'enveloppe 1 présente une section de passage supérieure ou égale au diamètre délimité par le sommet du soufflet de plus grande dimension. Ainsi, dans l'exemple 20 représenté à la figure 3, la référence B correspond au rayon du soufflet de plus grande dimension tandis que la référence A correspond à la moitié de la section 3A de fixation de plus grande dimension. A est donc nécessairement supérieur à B. Selon les formes des noyaux 4 et des moules 5 en creux utilisés, les soufflets 2, 2A peuvent être de diamètre identique en vue de la réalisation d'une enveloppe cylindrique. Toutefois, dans une solution préférée de 30 l'invention, les soufflets sont, depuis la section 3B de plus petite dimension vers la section 3A de plus grande dimension, de diamètre progressif, inscrits dans un tronc de cône. Ces soufflets 2 radiaux peuvent être constitués de passages spiralés simples ou multiples. La figure 6 35 illustre un exemple o chaque soufflet 2 est constitué de deux plis successifs de formes différentes. Il est à noter que, pour réduire le temps de dévissage de l'enveloppe 1 à soufflets 2 lors de la phase de démoulage, il est préférable d'avoir un grand pas d'hélice. Mais, plus le pas 5 est grand, moins il y a de spires sur une même longueur de soufflet. Or, la flexibilité du soufflet croît avec le nombre de spires. Ainsi, pour conserver la flexibilité tout en ayant un grand pas d'hélice, il est préférable de disposer sur le soufflet au moins un filet supplémentaire 10 de spires. Chaque filet peut ainsi posséder sa propre forme de spire. Dans le cas d'un soufflet possédant plusieurs filets de spire, ces filets peuvent être réalisés avec des diamètres 15 différents de spires. Il est ainsi possible d'obtenir une alternance de niveaux des creux et des crêtes de spires. Ainsi, grâce au procédé de fabrication précité, l'enveloppe à soufflets peut comporter, au niveau des soufflets, des soufflets dont les spires forment des spires hélicodales 20 différentes soit au niveau du profil retenu pour la réalisation des spires, soit au niveau de la dimension des spires, soit au niveau du pas de l'hélice, soit au niveau de l'orientation de ce pas. Bien évidemment, ces facteurs peuvent être combinés. Il en résulte un grand nombre de 25 réalisations possibles pour lesdites enveloppes. Dans le cas particulier d'une enveloppe à soufflets comprenant deux zones de spires hélicodales à pas inversé d'une zone à une autre, le noyau est constitué de deux 30 éléments. Le second élément de noyau correspondant à la zone de spires de pas inversé se dévisse dans le sens contraire du premier élément lors du démoulage de l'enveloppe. L'intérêt de disposer sur l'enveloppe à soufflets de zones de spires à pas inversé est de pouvoir 35 compenser l'effet de vrillage d'une zone par l'autre zone qui a tendance à se vriller dans le sens contraire. En effet, les spires hélicodales tendent à vriller les soufflets de l'enveloppe lorsqu'elles sont étirées ou comprimées. L'effet de vrillage des soufflets de 5 l'enveloppe peut être amoindri par une répartition adaptée des épaisseurs de spires. Une telle enveloppe 1 à soufflets pourra être positionnée de manière classique sur un mécanisme de transmission.. La 10 fixation de la section 3A de plus grande dimension de l'enveloppe 1 à soufflets est généralement conçue pour assurer une parfaite étanchéité. En effet, généralement la graisse contenue dans l'enveloppe à soufflets est projetée vers la section 3B de fixation de plus grande dimension par 15 l'action de la force centrifuge. La fixation de la section 3B de fixation de plus petite dimension est prévue pour être étanche à la graisse mais peut laisser passer de l'air et peut permettre un léger mouvement de rotation afin de compenser le vrillage du soufflet de l'enveloppe. Le 20 soufflet peut ainsi comporter à cet effet une lèvre hélicodale. Chaque section 3A, 3B de fixation de l'enveloppe 1 peut également être constituée d'au moins deux matières bi-injectées. Ainsi, un élastomère thermoplastique peut être injecté à l'intérieur de la 25 section de fixation de plus grande dimension pour obtenir une meilleure étanchéité. L'une des matières injectées peut être une matière apte à réfléchir un rayonnement thermique de manière telle qu'au moins une partie de l'enveloppe est recouverte d'un revêtement réfléchissant. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'une enveloppe (1) à soufflets (2, 2A) de protection de dispositif de transmission, tel 5 qu'un joint de transmission, comprenant au moins deux arbres déplaçables axialement et/ou angulairement l'un par rapport à l'autre, cette enveloppe (1) à soufflets (2, 2A), dont au moins une partie des soufflets (2) sont radiaux, présentant à chaque extrémité ouverte une section (3A, 3B) 10 de fixation au dispositif de transmission, caractérisé en ce qu'il consiste à mouler l'enveloppe (1) à soufflets (2, 2A), à l'aide d'un moule (5) en creux et d'au moins un noyau (4), présentant chacun au moins un filetage hélicodal complémentaire délimitant l'espace de moulage et 15 à démouler l'enveloppe (1) formée par dévissage relatif de l'enveloppe (1) et du noyau (4) en vue de l'obtention d'une enveloppe monobloc. 2. Procédé de fabrication d'une enveloppe (1) à soufflets 20 (2, 2A) de protection selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on moule par injection l'enveloppe (1) à partir d'un thermoplastique ou d'un élastomère thermoplastique. 3. Procédé de fabrication d'une enveloppe (1) à soufflets (2, 2A) de protection selon l'une des revendications 1 et caractérisé en ce qu'on choisit la plus grande section du ou des noyau(x) (4) d'un diamètre inférieur ou égal à la 30 section de passage de la section (3A) de fixation de plus grande dimension de l'enveloppe (1) à soufflets (2, 2A). 4. Procédé de fabrication d'une enveloppe (1) à soufflets (2, 2A) de protection selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on donne au(x) noyau(x) (4) et à la carcasse du moule (5) une allure tronconique. 5. Procédé de fabrication d'une enveloppe (1) à soufflets (2, 2A) de protection selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on moule l'enveloppe (1) à l'aide d'au moins deux noyaux (4) présentant chacun un filetage 10 hélicodal à pas différencié, de préférence croissant en direction de la partie de noyau destinée à s'étendre au voisinage de la section (3A) de fixation de plus grande dimension de l'enveloppe (1). 6. Enveloppe (1) à soufflets (2, 2A) de protection de dispositif de transmission, tel que joint de transmission, comprenant au moins deux arbres déplaçables axialement et/ou angulairement l'un par rapport à l'autre, cette enveloppe à soufflets, dont au moins une partie des 20 soufflets sont radiaux, présentant à chaque extrémité ouverte, une section (3A, 3B) de fixation au dispositif de transmission, ladite enveloppe (1) étant obtenue notamment par la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle se présente sous la forme d'un corps monobloc exempt de plan de joint intérieur axial, au moins une partie des soufflets (2) étant en disposition hélicodale, la section (3A) de fixation de plus grande dimension présentant une section de passage supérieure ou 30 égale au diamètre délimité par le sommet du soufflet de plus grande dimension. 7. Enveloppe (1) à soufflets (2, 2A) de protection de dispositif de transmission selon la revendication 6, caractérisée en ce que les soufflets (2) radiaux sont constitués de passages spiralés simples ou multiples. 8. Enveloppe (1) à soufflets (2, 2A) de protection de dispositif de transmission selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que les soufflets (2, 2A) sont de diamètre identique en vue de la réalisation d'une enveloppe cylindrique. 9. Enveloppe (1) à soufflets (2, 2A) de protection de dispositif de transmission selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que les soufflets (2) sont de diamètre progressif inscrits dans un tronc de cône. 15 10. Enveloppe (1) à soufflets (2, 2A) de protection de dispositif de transmission selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisée en ce que le corps tubulaire de l'enveloppe 20 est délimité sur au moins une partie de sa longueur par une paroi ondulée ou plissée, chaque pli correspondant à un soufflet, les plis décrivant une hélice à pas constant ou variable, de préférence croissant en direction de la section (3A) de fixation de plus grande dimension de 25 l'enveloppe. 11. Enveloppe (1) à soufflets (2, 2A) de protection de dispositif de transmission selon l'une des revendications 6, 7 et 9, caractérisée en ce que l'enveloppe (1) comporte des soufflets axiaux (2A) et radiaux (2). 12. Enveloppe (1) à soufflets (2, 2A) de protection de dispositif de transmission selon l'une des revendications 6 35 à 11, caractérisée en ce que chaque section (3A, 3B) de fixation de l'enveloppe (1) est constituée d'au moins deux matières bi-injectées.