Brevet FR2903333A1 — publié le 20080111

La présente invention concerne un procédé de montage d'un soufflet de cardan sur une transmission à cardan comprenant une tête de cardan et deux axes reliés ensemble par le cardan. L'invention concerne également un ensemble de montage comprenant un soufflet de cardan et un accessoire de montage. D'autre part, l'invention définit également une utilisation d'un accessoire de montage particulier pour monter le soufflet de cardan sur la transmission à cardan. Un domaine d'application privilégié de l'invention est donc celui de l'automobile dans son sens le plus large, et plus particulièrement des pièces de rechange dont font partie les soufflets de cardan. En général, dans le domaine automobile, on désigne sous le terme de cardan la liaison ou jonction articulée qui permet de relier deux axes ensemble, et notamment l'arbre de transmission sortant de la boite de vitesse à la fusée connectée à la roue. Le cardan comprend en général une tête reliée à un des deux axes, par exemple la fusée, et l'autre axe (arbre de transmission) pénètre dans la tête. A l'intérieur de la tête est logé un joint homocinétique qui permet une rotation synchrone des deux axes, mais également une articulation des deux axes l'un par rapport à l'autre. De manière conventionnelle, la tête comprend un côté fermé solidaire d'un axe fixe (qui peut être la fusée) et un côté ouvert dans lequel pénètre l'autre axe (qui peut être l'arbre de transmission) qui est mobile par rapport à la tête de cardan. Le soufflet relie la tête à l'axe mobile sur son côté ouvert. Pour un bon fonctionnement du cardan, un lubrifiant tel que de la graisse est mis à l'intérieur de la tête pour lubrifier le joint homocinétique. La fonction du soufflet de cardan est de protéger le cardan en obturant le côté ouvert de la tête, de manière à empêcher toute sortie de lubrifiant, mais également à empêcher toute entrée de saleté à l'intérieur de la tête qui pourrait nuire au fonctionnement du joint homocinétique. 2903333 2 De manière conventionnelle, les soufflets de cardan présentent une forme générale conique ou tronconique avec une symétrie de révolution axiale. Ainsi, le soufflet comprend à une de ses extrémités une ouverture de section réduite et à son autre extrémité une ouverture de section élargie. Ces 5 deux ouvertures peuvent être définies par deux couronnes destinées à venir respectivement en prise avec un des axes, par exemple l'arbre de transmission, et avec la tête de cardan. Ainsi, le soufflet de cardan obture le côté ouvert de la tête en reliant la tête à l'arbre de transmission. Entre les deux couronnes du soufflet, s'étend une partie tronconique qui est en général 10 réalisée en accordéon. Par déformation de cette partie tronconique en accordéon, les deux couronnes d'extrémité peuvent se déplacer l'une par rapport à l'autre. Ceci permet au soufflet d'être déformé lorsque les deux arbres s'articulent l'un par rapport à l'autre. Les soufflets de cardan sont en général réalisés à partir d'élastomères 15 naturels ou synthétiques. La souplesse est en effet une qualité prépondérante des bons soufflets de cardan, sans pour autant amoindrir leur résistance à l'usure et aux impacts. L'élasticité intervient non seulement lors du fonctionnement de la transmission à cardan, mais également lors du montage du soufflet de cardan sur la transmission. En effet, pour mettre le soufflet en 20 place sur la transmission, il est nécessaire de faire passer le soufflet par-dessus la tête de cardan, qui présente un diamètre externe considérablement plus grand que le diamètre interne du soufflet au niveau de sa couronne de diamètre réduit. Le diamètre de cette couronne est sensiblement égal ou légèrement inférieur au diamètre de l'arbre qu'elle doit entourer, à savoir en 25 général l'arbre de transmission. Par rapport à cet arbre, le diamètre de la tête de cardan est trois à quatre fois supérieur. Ainsi, pour amener le soufflet de cardan au-delà de la tête, il faut dilater le soufflet de cardan au niveau de sa couronne de section réduite pour la faire passer sur la tête. De manière conventionnelle, le montage d'un soufflet de cardan n'est possible qu'à partir 2903333 3 de la fusée, ce qui oblige à faire passer le soufflet sur la tête de cardan. Autrement, lorsqu'il est possible d'engager le soufflet à partir de l'autre axe, à savoir l'arbre de transmission, il n'est pas nécessaire de le faire passer par-dessus la tête. Toutefois, en règle générale, cette opération d'emmanchage du 5 soufflet par-dessus la tête est nécessaire et nécessite par conséquent une dilatation extrême du soufflet. On comprend alors aisément que l'élasticité du soufflet est une caractéristique prépondérante. De manière conventionnelle, on se sert, pour cette opération de montage du soufflet sur la transmission d'un accessoire de montage qui se 10 présente sous la forme d'un cône rigide effilé que l'on vient positionner autour de la tête de cardan du côté de l'arbre fixe (fusée). Ce cône de montage présente une large ouverture dont le bord doit venir en affleurement de la tête au niveau de son diamètre maximal. Ainsi, une transition continue est réalisée entre le bord du cône de montage et la tête de 15 cardan. Ceci permet à l'opérateur chargé du montage du soufflet d'engager ce dernier sur le cône de montage et de forcer le soufflet sur ce cône de manière à dilater sa couronne de diamètre réduit jusqu'à ce qu'elle passe sur la tête de cardan pour parvenir finalement de l'autre côté de la tête au niveau de l'arbre mobile (arbre de transmission). Ce cône de montage est en général 20 réalisé en une matière rigide tel que du plastique. Toutefois, malgré sa rigidité, il arrive fréquemment que l'opérateur chargé du montage casse le cône de montage, car il faut exercer une force considérable pour faire passer le soufflet de l'autre côté de la tête. Il faut également comprendre que pour une tête de cardan donnée, il faut utiliser un cône de montage spécifique 25 adapté à cette tête particulière. En d'autres termes, il faut autant de cône de montage qu'il y a de type de tête de cardan. Il n'y a donc aucune modularité ou capacité d'adaptation du cône de montage sur la tête de cardan. En pratique, une fois le cône de montage mis en place sur la tête, l'opérateur chargé du montage retrousse le soufflet à la manière d'une 2903333 4 chaussette. Il engage alors le soufflet retroussé sur le cône de montage et pousse suffisamment fortement pour permettre au soufflet de se dilater et de passer la tête de cardan. Une fois arrivé de l'autre côté de la tête au niveau de l'arbre mobile, l'opérateur retrousse à niveau le soufflet pour le remettre à 5 l'endroit. Ensuite, l'opérateur recharge la tête en graisse et emmanche la couronne de diamètre supérieure autour de la tête de cardan. Pour terminer, il met en place des colliers de serrage au niveau de la tête et au niveau de l'arbre mobile pour fixer définitivement le soufflet de cardan. Par conséquent, le montage d'un soufflet de cardan à l'aide d'un cône 10 de montage classique présente plusieurs inconvénients, à savoir que le cône est rigide et donc cassable, qu'un cône donné n'est pas adaptable à toutes les têtes de cardan et qu'il existe par conséquent de fortes probabilités que l'on ne dispose pas d'un jeu complet de cônes de montage adapté à tous les types de têtes de cardan. 15 La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités de l'art antérieur en définissant un procédé de montage mettant en oeuvre un accessoire de montage totalement adaptable à tous les types de têtes, particulièrement conformable, et également peu coûteux. Pour atteindre ces buts, la présente invention propose un procédé de 20 montage d'un soufflet de cardan sur une transmission à cardan comprenant une tête de cardan et deux axes reliés ensemble par le cardan, la tête comprenant un côté fermé solidaire d'un axe fixe et un côté ouvert dans lequel pénètre l'autre axe qui est mobile par rapport à la tête de cardan, le soufflet reliant la tête à l'axe mobile sur son coté ouvert, caractérisé en ce 25 qu'il comprend de disposer un film souple sur la tête de cardan, puis d'engager le soufflet par le côté fermé de la tête sur le film recouvrant la tête de manière à faire passer le soufflet du côté ouvert de la tête sur l'axe mobile. Ainsi, à la place du cône de montage rigide de l'art antérieur, la présente invention propose l'utilisation d'un film souple qui recouvre la tête de 2903333 5 cardan partiellement ou totalement. Alors que le cône de montage rigide de l'art antérieur est monté de manière fixe par rapport à la tête, l'avantage de l'utilisation d'un film souple est de permettre un glissement non seulement entre le soufflet et le film, mais également entre le film et la tête de cardan, ce 5 qui facilite grandement l'engagement du soufflet par-dessus et au-delà de la tête de cardan. Selon une forme de réalisation avantageuse, le film souple se présente sous la forme d'une poche, avantageusement en matière plastique, qui recouvre la tête et l'axe fixe, la poche comprenant un fond qui prend appui 10 sur l'axe fixe lors de l'engagement du soufflet sur la poche au niveau de la tête. Si nécessaire ou préférable, on peut couper le fond de la poche pour permettre à la poche de glisser sur la tête de cardan. On peut ainsi se servir de n'importe quel film ou poche souple réalisé(e) en n'importe quel matériau plastique pour envelopper la tête et 15 faire glisser le soufflet de cardan dessus. La présente invention définit également un ensemble de montage comprenant un soufflet de cardan et un accessoire de montage pour faciliter le montage du soufflet sur une tête de cardan, caractérisé en ce que l'accessoire de montage comprend un film souple. Le film souple peut par 20 exemple se présenter sous la forme d'une poche souple, avantageusement en matière plastique, dans laquelle le soufflet est conditionné ou emballé. Ainsi, la poche souple, qui sert d'accessoire au montage, sert également d'emballage ou de conditionnement du soufflet de cardan pour son transport et sa commercialisation. Ainsi, la poche souple dans laquelle le soufflet est 25 vendu remplit un rôle supplémentaire avantageux et utile en tant qu'accessoire de montage. Avantageusement, l'ensemble de montage comprend en outre un gel de glissement à appliquer sur le film pour favoriser le glissement du soufflet sur le film. L'ensemble de montage constitue ainsi un kit complet qui ne 2903333 6 nécessite l'utilisation d'aucun autre outil, de sorte que l'opérateur chargé du montage peut monter le soufflet de cardan de manière tout à fait autonome. Le gel de glissement peut être appliqué sur la tête de cardan, le film souple et/ ou le soufflet de cardan. De cette manière, le film peut glisser sur la tête 5 de cardan et le soufflet peut glisser sur le film. Selon une autre caractéristique de l'invention, la poche souple est de forme générale conique ou tronconique ayant une extrémité inférieure fermée et une extrémité supérieure ouverte. Cette forme conique ou tronconique permet de recevoir de manière adaptée en forme le soufflet de 10 cardan, mais permet également une bonne mise en place de la poche sur la tête de cardan et son axe fixe (fusée). L'extrémité inférieure fermée qui constitue le fond de la poche peut ainsi appuyer ou venir reposer sur l'extrémité libre de la fusée. De cette manière, lors de l'engagement du soufflet autour de la tête, la poche est tirée mais reste en place du fait que son 15 fond vient en appui sur l'extrémité libre de la fusée. L'invention définit d'autre part une utilisation d'un film souple en tant qu'accessoire de montage pour monter un soufflet de cardan sur une transmission à cardan comprenant une tête de cardan, le film souple facilitant le passage du soufflet sur la tête. 20 Le concept inventif de l'invention qui lie le procédé à l'ensemble et à l'utilisation réside dans le fait que l'on se sert pour le montage du soufflet d'un film souple qui sert avantageusement d'emballage pour le soufflet. L'invention sera maintenant plus amplement décrite en référence aux dessins joints donnant à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation 25 de l'invention. Sur les figures : La figure 1 est une vue d'une transmission à cardan pourvue d'un soufflet de cardan, 2903333 7 La figure 2 est une vue schématique d'un ensemble de montage selon l'invention, et Les figures 3, 4 et 5 représentent des étapes de montage successives d'un soufflet de cardan selon le procédé de l'invention. 5 On se référera tout d'abord à la figure 1 pour expliquer en détail la structure d'une transmission à cardan conventionnelle équipée d'un soufflet de cardan classique. La transmission comprend un premier axe 4 qui peut être une fusée réalisé avec une partie cannelée 41 et une partie filetée 42. Cette fusée 4 présente une extrémité libre destinée à être connectée à une 10 roue et une extrémité opposée fixée à une tête de cardan 2. La tête de cardan peut également être désignée sous le terme de noix ou bol de cardan. La tête 2 comprend une bague 21 adjacente à la fusée 4, une partie en forme de bol 22 et une bride annulaire 23 qui s'étend dans le prolongement de la partie 22. En d'autres termes, la tête 2 comprend un côté fermé tourné vers la fusée 4 et 15 un côté ouvert délimité par la bride 23. La tête 2 est creuse et reçoit un joint homocinétique 3 qui n'est que très schématiquement représenté. Une partie de ce joint est solidaire de l'extrémité de la fusée 4 qui pénètre à l'intérieur du bol. Cette extrémité est également représentée en traits pointillés. D'autre part, la transmission comprend un autre arbre 5 qui peut être un arbre de 20 transmission sortant de la boite de vitesse. Cet arbre 5 n'est que partiellement représenté avec une de ses extrémités pénétrant à l'intérieur de la tête 2. Cette extrémité est également représentée en traits pointillés. Le joint homocinétique 3 relie les deux extrémités adjacentes des deux arbres 4 et 5 en permettant leur rotation synchrone, mais également leur articulation l'un par 25 rapport à l'autre. En d'autres termes, la fusée 4 est entraînée en rotation par l'arbre 5, mais elle peut également pivoter par rapport à l'arbre 5 autour du joint homocinétique 3. Il s'agit là d'une conception tout à fait conventionnelle pour une transmission à cardan d'un véhicule automobile quelconque, comme par exemple une voiture, un camion, etc. On peut également 2903333 8 rencontrer ce genre de transmission à cardan sur d'autres véhicules ou machines nécessitant une transmission de puissance mécanique. Pour un bon fonctionnement du cardan, le joint homocinétique 3 doit être lubrifié correctement à l'aide d'un lubrifiant approprié, tel que de la 5 graisse. En pratique, cela revient à mettre de la graisse à l'intérieur de la tête 2. Pour éviter tout épanchement ou perte de graisse, mais également pour éviter toute introduction de saleté à l'intérieur de la tête, la transmission à cardan est en outre pourvue d'un soufflet de cardan 1 qui relie la tête 2 à l'arbre 5. Le soufflet 1 est réalisé en un matériau souple, tel qu'un élastomère 10 naturel ou synthétique. En effet, il doit permettre l'articulation de l'arbre 5 par rapport à la tête 2, étant donné que la tête 2 est montée fixement sur l'arbre 4. Il ne faut bien entendu pas que le soufflet empêche l'articulation entre les deux arbres. Sa capacité de déformation élastique est donc importante. On verra ci-après que cette élasticité est en outre nécessaire pour 15 la mise en oeuvre du procédé de montage selon l'invention. Le soufflet comprend de manière conventionnelle une première couronne 11 de diamètre réduit destinée à venir en prise autour de l'arbre 5. Le soufflet comprend également une couronne 12 de diamètre accrue qui vient en prise autour de la tête 2, avantageusement juste derrière la bride 23. Entre ces deux 20 couronnes 11 et 12, le soufflet 1 forme une partie en forme de dôme étagé à la manière d'un accordéon, ou plus précisément d'un soufflet. Cette partie 13 qui est de forme générale tronconique permet ainsi une déformation élastique de sorte que les deux couronnes 11 et 12 peuvent se déplacer pratiquement indépendamment l'une de l'autre en accentuant ou en 25 diminuant les plis de la partie tronconique 13. Pour la fixation des couronnes 11 et 12 respectivement sur l'arbre 5 et la tête 2, on peut par exemple se servir de colliers 16 et 17 qui assurent ainsi l'étanchéité. De cette manière, l'intérieur de la tête 2 qui abrite le joint homocinétique 3 est isolé de l'extérieur par le soufflet de cardan 1. La graisse contenue dans la tête 2 ne peut ainsi pas 2903333 9 s'échapper de l'espace formé ensemble par la tête 2 et le soufflet 1. A l'inverse, aucune saleté ne peut pénétrer à l'intérieur de cet espace. Le soufflet de cardan 1 a été monté sur la transmission de manière tout à fait conventionnelle, c'est-à-dire à partir de la fusée 4 en le faisant passer 5 par-dessus la tête 2. Pour cela, il a fallu dilater la couronne inférieure 11 du soufflet 1 pour qu'elle passe au-delà de la tête 2, et plus particulièrement de la bride 23. Ceci peut être réalisé à l'aide d'un cône de montage de l'art antérieur que l'on met en place sur la tête 2 du côté de la fusée 4. Le soufflet 1 est d'abord retroussé puis engagé sur le cône et tiré très fortement de 10 manière à faire passer sa couronne 11 au-delà de la tête 2. Une fois passé au-delà de la tête au niveau de l'arbre 5, le soufflet est à nouveau retroussé de manière à le remettre à l'endroit. On peut finalement le mettre en place comme représenté sur la figure 1. Selon l'invention, à la place de ce cône de montage rigide de l'art 15 antérieur, on se sert d'un film souple que l'on dispose autour de la tête de cardan 2. Ce film souple est visible sur les figures 3, 4 et 5 et désigné par la référence numérique 6. Il peut être réalisé à partir de n'importe quel matériau approprié, comme par exemple une matière plastique tel que du polyéthylène ou du polypropylène. Le film peut avantageusement être 20 transparent, de sorte que l'on peut voir la tête 2 à travers. Le film souple 6 peut avantageusement se présenter sous la forme d'une poche ou d'un sachet souple présentant un fond fermé 61 et une ouverture 62. La poche 6 peut ainsi être engagée autour de la fusée 4, de la tête 2 et d'une partie de l'arbre 5, comme on peut le voir sur la figure 3. La poche 6 peut ainsi prendre appui 25 avec son fond 61 au niveau de l'extrémité libre de la fusée 4. La poche 6 enveloppe ici complètement la tête 2 et la fusée 4. Une fois la poche en place comme représentée sur la figure 3, on peut commencer l'opération de montage du soufflet 1 sur la transmission. On commence tout d'abord par retrousser le soufflet 1 à la manière d'une chaussette. Sa paroi interne se 2903333 10 retrouve à l'extérieur et vice versa. On peut ensuite enduire la poche 6 d'une pâte ou d'un gel de glissement au niveau de la tête 2. Ce gel de glissement est également appliqué à l'intérieur du soufflet 1 retroussé. Optionnellement, on peut également enduire la tête 2 de gel de glissement. Une fois cette 5 opération d'enduction terminée, on peut commencer à emmancher le soufflet retroussé autour de la poche 6. En tirant très fortement sur le soufflet dans le sens des flèches visibles sur la figure 4, on dilate la couronne inférieure 11 à mesure qu'elle s'engage autour de la tête 2 qui est recouverte de la poche 6. En tirant assez fort, il est possible de dilater la couronne 11 suffisamment 10 pour qu'elle puisse passer par-dessus la tête 2. Ceci est représenté sur la figure 5. Optionnellement, on peut découper la poche 6 au niveau de son fond 61 de manière à former une seconde ouverture 63. La fusée 4 est alors visible à travers cette ouverture 63. Ceci va permettre à la poche 6 de glisser sur la tête 2 à mesure que l'on tire le soufflet sur la tête. Grâce à cette découpe 15 de la poche, non seulement le soufflet glisse sur la poche, mais la poche glisse également sur la tête. Une fois l'opération de traction terminée, on se trouve dans la configuration représentée sur la figure 5. Le soufflet 1 est toujours à l'état retroussé, avec la couronne inférieure 11 située à proximité de la tête 2. On peut alors retirer la poche 6 en la tirant par son ouverture 63. Il suffit à ce 20 stade de retrousser le soufflet 1 pour pouvoir le mettre en place définitivement comme représenté sur la figure 1. L'utilisation d'un tel film ou d'une telle poche est bien plus avantageuse que le cône de montage de l'art antérieur, car la poche s'adapte à tous les types de têtes de cardan, elle est particulièrement simple à mettre 25 en place et extrêmement peu coûteuse. De plus, le film peut envelopper totalement la tête, ce qui n'est pas le cas du cône. Ceci peut s'avérer avantageux, particulièrement lorsque la tête est striée sur sa périphérie exempte, comme c'est le cas avec les systèmes de freinage ABS. Le film permet alors de protéger le soufflet. 2903333 11 Selon l'invention, le film souple, par exemple sous la forme d'une poche, peut servir en outre comme emballage ou conditionnement du soufflet 1 pour son transport et sa commercialisation. Ceci est représenté sur la figure 2. On peut y voir que la poche souple 6 présente une configuration 5 générale conique ou tronconique avec son fond fermé 61 qui définit une extrémité inférieure fermée. A son extrémité supérieure opposée, la poche est fermée par un élément d'obturation 65 qui peut par exemple se présenter sous la forme d'une bande cartonnée permettant l'apposition de la marque et d'autres indications. Il est à noter que la forme tronconique de la poche est 10 particulièrement avantageuse, non seulement pour contenir le soufflet tronconique, mais également pour s'adapter facilement sur la tête 2 et la fusée 4 qui présentent également une forme d'ensemble tronconique. Outre le soufflet 1, la poche 6 peut également contenir les deux colliers de serrage 16 et 17, un tube de gel de glissement 7, un tube de graisse 8 et une notice 15 d'instructions 9. Un tel ensemble de montage E constitue un vrai kit de montage que l'opérateur peut utiliser sans avoir recours à d'autres outils supplémentaires. De cette manière, même un opérateur non expérimenté ou amateur peut procéder au montage du soufflet sans investissement supplémentaire. La poche souple 6 constitue ainsi à la fois l'emballage du 20 soufflet et l'accessoire de montage nécessaire pour monter le soufflet sur la transmission. Il est évident que l'opération de montage est d'autant plus facile que le soufflet est élastique. C'est pourquoi la présente invention est encore plus avantageuse avec des soufflets réalisés en un matériau présentant une 25 élasticité remarquable. Revendications 1.- Procédé de montage d'un soufflet de cardan (1) sur une transmission à cardan comprenant une tête de cardan (2) et deux axes (4, 5) reliés ensemble par le cardan, la tête (2) comprenant un côté fermé (21) solidaire d'un axe fixe (4) et un côté ouvert (23) dans lequel pénètre l'autre axe (5) qui est mobile par rapport à la tête de cardan (2), le soufflet (1) reliant la tête (2) à l'axe mobile (5) sur son coté ouvert (23), caractérisé en ce qu'il comprend de disposer un film souple (6) sur la tête de cardan (2), puis d'engager le soufflet (1) par le côté fermé de la tête sur le film (6) recouvrant la tête (2) de manière à faire passer le soufflet (6) du côté ouvert (23) de la tête (2) sur l'axe mobile (5). 2.- Procédé de montage selon la revendication 1, dans lequel le film souple (6) se présente sous la forme d'une poche, avantageusement en matière plastique, qui recouvre la tête (2) et l'axe fixe (4), la poche comprenant un fond (61) qui prend appui sur l'axe fixe (4) lors de l'engagement du soufflet (1) sur la poche (6) au niveau de la tête (2). 3.- Procédé de montage selon la revendication 2, dans lequel on coupe le fond (61) de la poche (6) pour permettre à la poche de glisser sur la tête de cardan (2). 4.- Ensemble de montage (E) comprenant un soufflet de cardan (1) et un accessoire de montage (6) pour faciliter le montage du soufflet sur une tête de cardan (2), caractérisé en ce que l'accessoire de montage comprend un film souple (6). 12 5 2903333 13 5.- Ensemble de montage selon la revendication 4, dans lequel le film souple (6) se présente sous la forme d'une poche souple, avantageusement en matière plastique, dans laquelle le soufflet (1) est conditionné. 6.- Ensemble de montage selon la revendication 4 ou 5, comprenant en outre un gel de glissement (7) à appliquer sur le film (6) pour favoriser le glissement du soufflet (1) sur le film. 10 7.- Ensemble de montage selon la revendication 5, dans lequel la poche souple (6) est de forme générale conique ou tronconique ayant une extrémité inférieure fermée (61) et une extrémité supérieure ouverte (62). 15 8.- Ensemble de montage selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel le film est transparent. 9.- Utilisation d'un film souple (6) en tant qu'accessoire de montage pour monter un soufflet de cardan (1) sur une transmission à 20 cardan comprenant une tête de cardan (2), le film souple (6) facilitant le passage du soufflet (1) sur la tête (2).