Brevet FR2964437A1 — publié le 20120309

i La présente invention concerne un manchon, tel que soufflet d'étanchéité, présentant un corps moulé creux, de préférence cylindrique ou cylindroconique, comportant une partie à soufflet déformable interposée entre deux bases délimitant les ouvertures d'extrémité opposées dudit manchon, un joint de transmission intégrant un tel manchon ainsi qu'un procédé pour la fabrication d'un tel manchon. Un manchon du type précité, en particulier à fonction de soufflet de io transmission, est bien connu à ceux versés dans cet art, comme l'illustre le brevet français FR-2.879.278. Dans le cas où un tel manchon est utilisé à la protection de la liaison mécanique articulée entre deux arbres de transmission, ce manchon peut présenter, au niveau de l'une de ses extrémités, un profil de délimitation de l'ouverture dudit manchon particulièrement complexe, en 15 particulier polylobé, pour permettre audit manchon par cette extrémité appelée base, en particulier grande base du manchon, de venir s'appliquer sur la surface d'extrémité polylobée de la tulipe ou bol qui constitue l'élément femelle de la liaison mécanique entre les deux arbres de transmission. Les lobes de la tulipe délimitent généralement chacun un logement destiné à recevoir un galet 20 porté par l'organe mâle de la liaison articulée entre arbres de transmission. Du fait du profil intérieur polylobé de sa grande base, un tel manchon est complexe à fabriquer. Jusqu'à présent, un tel manchon est fabriqué soit en une seule pièce par injection, ce qui nécessite un moule d'injection particulièrement complexe et donc onéreux, soit en deux pièces, à savoir un corps creux 25 préfabriqué et une pièce rapportée. Dans ce cas, la pièce rapportée se présente sous forme d'une pièce préfabriquée annulaire qu'il est nécessaire de venir souder à l'intérieur du corps creux du manchon au niveau de l'une des extrémités du corps creux une fois la fabrication du corps creux achevée. 30 Cette reprise des deux pièces par une soudure des pièces entre elles génère un surcoût important et un temps de fabrication long. Un but de la présente invention est donc de proposer un manchon dont la conception permet de réduire le temps de fabrication et de simplifier la fabrication de ce manchon en termes d'opérations à effectuer. A cet effet, l'invention a pour objet un manchon, tel que soufflet d'étanchéité, présentant un corps moulé creux, de préférence cylindrique ou cylindroconique, comportant une partie à soufflet déformable interposée entre deux bases délimitant les ouvertures d'extrémité opposées dudit manchon, caractérisé en ce que le manchon comporte en outre un insert se présentant io sous forme d'une pièce préfabriquée annulaire, cet insert étant disposé à l'extérieur du corps creux du manchon en entourant une base dudit corps creux, la paroi périphérique externe de ladite base étant plaquée contre la paroi périphérique interne dudit insert et étant solidarisée directement sans adhésif à la paroi périphérique externe de la base et de la paroi périphérique 15 interne de l'insert dans la zone dans laquelle l'insert recouvre la base. Grâce à la disposition de l'insert, non plus à l'intérieur du corps creux mais à l'extérieur du corps creux, il est possible d'assembler corps creux et insert au moment de l'étape de soufflage nécessaire au passage du corps creux du 20 stade d'ébauche au stade de pièce définitive de sorte qu'une reprise du corps creux, une fois fabriqué pour l'assembler à l'insert, n'est plus nécessaire, cet assemblage pouvant s'opérer au moment de la fabrication du corps creux. La paroi périphérique externe de la base est donc solidarisée par soudure à chaud à la paroi périphérique interne de l'insert. Cette soudure à chaud s'opère 25 par simple plaquage des parois de l'insert et de la base l'une contre l'autre, le ramollissement de la paroi périphérique externe de la base assurant la liaison avec l'insert. De préférence, le corps du manchon est une pièce moulée par soufflage et 30 l'insert une pièce préfabriquée, généralement moulée, de préférence par injection. L'invention a encore pour objet un joint de transmission du type comportant deux arbres de transmission reliés par une liaison mécanique articulée, cette liaison étant protégée par un manchon, tel qu'un soufflet d'étanchéité, reliant les deux arbres caractérisé en ce que ledit manchon est du type précité. L'invention a encore pour objet un procédé pour la fabrication d'un manchon, tel que soufflet d'étanchéité, en particulier du type précité, ledit manchon comprenant d'une part, un corps moulé creux, de préférence cylindrique ou cylindro-conique, comportant une partie à soufflet déformable interposée entre io deux bases délimitant les ouvertures d'extrémité opposées dudit manchon, d'autre part, un insert, caractérisé en ce que le procédé comprend au moins les étapes : - de préfabrication dudit insert se présentant sous forme d'une pièce annulaire, 15 - de fabrication d'une ébauche tubulaire du corps creux de préférence, soit par extrusion sous forme d'un tube encore appelé paraison, soit par injection sous forme d'une préforme injectée, - ladite ébauche et ledit insert étant logés dans un moule, dit de soufflage, dans une configuration dans laquelle l'insert entoure l'ébauche au niveau de la 20 partie de l'ébauche destinée à former l'une des bases dudit corps creux, - d'injection d'un gaz comprimé dans l'ébauche de corps creux portée à une température supérieure à 180°C pour contraindre la paroi périphérique externe de l'ébauche à se plaquer contre l'empreinte délimitée d'une part, par la paroi interne de la cavité de moulage du moule de soufflage, d'autre part, par l'insert, 25 et épouser la forme de ladite empreinte. La température de l'ébauche génère un ramollissement de la matière constitutive de l'ébauche qui permet, lors du plaquage de la paroi périphérique externe de l'ébauche contre l'insert, en particulier la paroi périphérique interne 30 de l'insert, une solidarisation dite par soudure à chaud de la paroi périphérique externe de l'ébauche contre la paroi périphérique interne de l'insert. 30 Généralement, le procédé comprend en outre, après refroidissement, une étape d'ouverture du moule de soufflage et de sortie du manchon du moule de soufflage. De préférence, le procédé comprend, avant l'étape d'injection de gaz comprimé dans le moule de soufflage, à l'état ouvert dudit moule, une étape de maintien, à l'aide d'une main d'automate, de l'insert dans une configuration dans laquelle l'insert entoure l'ébauche au niveau de la partie de l'ébauche destinée à former l'une des bases dudit corps creux. i0 Dans un mode de mise en oeuvre du procédé du type dans lequel ladite ébauche tubulaire du corps creux est réalisée par extrusion sous forme d'un tube encore appelé paraison à partir d'une machine comprenant une tête d'injection présentant une cavité annulaire et une filière d'extrusion présentant 15 un orifice d'injection annulaire pour l'injection de matière extrudable, tête d'injection et filière d'extrusion étant montées déplaçables en translation l'une par rapport à l'autre suivant une direction d'extrusion, ledit procédé comprenant au moins une étape de rapprochement de la tête d'injection et de la filière d'extrusion pour faire communiquer l'orifice d'injection annulaire avec la cavité 20 annulaire de manière à injecter de la matière dans ladite cavité annulaire pour former l'une des bases dudit corps creux et une étape d'écartement de la tête d'injection et de la filière d'extrusion pour extruder la paraison entre l'orifice d'injection annulaire de la filière d'extrusion et la cavité annulaire de la tête d'injection, caractérisé en ce qu'au cours des étapes de rapprochement et 25 d'écartement de la tête d'injection et de la filière d'extrusion, la tête d'injection traverse l'insert. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente une vue en coupe d'un manchon polylobé conforme à l'invention ; la figure 2 représente une vue en perspective d'un manchon polylobé conforme à l'invention ; les figures 3 à 5 représentent, sous forme de vues en coupe, les étapes de fabrication d'un manchon conforme à l'invention et la figure 6 représente une vue en perspective de l'insert seul avant solidarisation à l'ébauche du corps creux du manchon. i0 Comme mentionné ci-dessus, le manchon 1, objet de l'invention, destiné à constituer un soufflet d'étanchéité, se présente sous forme d'un corps 2 moulé creux, de préférence cylindrique ou cylindro-conique, comportant une partie 3 à soufflet déformable interposée entre deux bases 4, 5 délimitant les ouvertures 15 d'extrémité opposées dudit manchon 1. Ce manchon 1 peut être utilisé à titre de soufflet de transmission pour la protection de la liaison mécanique articulée reliant les arbres de transmission d'un joint de transmission audit joint tripode homocinétique. En effet, dans les véhicules, entre la boîte de vitesse et les roues du véhicule, il est prévu une transmission constituée de deux arbres 20 reliés entre eux par une liaison mécanique qui nécessite une lubrification. Généralement, l'arbre issu de la boîte de vitesse est équipé d'une tulipe qui constitue l'élément femelle de la liaison reliant ce premier arbre au second arbre de transmission. Cet élément femelle affecte la forme d'une cavité généralement trilobée. Les lobes délimitent ainsi des logements destinés 25 chacun à recevoir par exemple un galet. Chaque galet est porté par un élément mâle qui présente trois tourillons à galets. Cet élément mâle est lui-même couplé au second arbre de transmission. Un manchon de protection d'un tel joint tripode homocinétique du type décrit ci-dessus comprend un soufflet cylindro-conique qui, à une extrémité, comporte une grande base polylobée 30 qui, à l'état monté, s'applique sur la surface extérieure de la tulipe ou bol du joint. Cette grande base présente donc une surface intérieure qui a une forme complémentaire à la forme externe de la tulipe polylobée. A l'état monté du manchon sur ladite tulipe, une bague ou collier entoure la grande base du manchon se présentant sous forme d'une surface circulaire concentrique à l'axe longitudinal du manchon pour appliquer la surface polylobée de cette grande base contre le pourtour de la tulipe. La petite base du manchon est quant à elle fixée sur l'arbre de transmission solidaire de l'élément mâle du joint. Un tel manchon peut également être utilisé pour la réalisation de soufflet de direction. Dans les exemples représentés, la base 4 du manchon, encore appelée petite io base est une base circulaire et la base 5 du manchon, encore appelée grande base du manchon, est une base polylobée, en particulier trilobée, c'est-à-dire que sa paroi 10 périphérique interne est polylobée. De manière caractéristique à l'invention, le manchon 1 comporte en outre un 15 insert 6 se présentant sous forme d'une pièce préfabriquée annulaire, cet insert 6 étant disposé à l'extérieur du corps 2 creux du manchon 1 en entourant une base 5 dudit corps 2 creux, la paroi 9 périphérique externe de ladite base 5 plaquée contre la paroi 7 périphérique interne dudit insert 6 étant solidarisée directement par soudure à chaud à la paroi 7 périphérique interne de l'insert 6 20 dans la zone dans laquelle l'insert 6 recouvre la base 5. L'insert 6 présente une paroi 7 périphérique interne polylobée, de préférence trilobée. 25 L'insert 6 présente une paroi 8 périphérique externe circulaire. Dans les exemples représentés, l'insert 6 se présente, avant solidarisation à la base 5 du corps creux du manchon 1, sous forme d'une bague. Cet insert présente, au niveau de sa paroi 7 périphérique interne, des renflements 30 radiaux internes formant les lobes de ladite paroi 7 périphérique interne de l'insert 6. Ces renflements sont répartis circonférentiellement et sont de forme générale courbe, en particulier convexe en arc de cercle. Ces lobes sont reliés entre eux par un segment de paroi circulaire encore appelée paroi non lobée de l'insert ou encore partie mince de la paroi polylobée de l'insert. Dans cette zone, l'insert peut être muni, côté zone de raccordement de l'insert tournée vers la partie 3 à soufflet déformable du manchon, d'une collerette périphérique interne. La partie 3 à soufflet déformable, en particulier dans le sens d'un raccourcissement ou d'un allongement, du corps 2 du manchon 1 est formée d'une pluralité de spires parallèles, coaxiales à l'axe longitudinal dudit manchon 1. Généralement, le corps 2 du manchon 1 est une pièce moulée par soufflage et l'insert 6 une pièce préfabriquée, généralement moulée, de préférence par injection. Pour la fabrication d'un manchon du type précité, on procède généralement comme suit. On pré-fabrique, par exemple par moulage par injection l'insert 6 sous forme d'une pièce annulaire dont la paroi 7 périphérique interne est polylobée tandis que la paroi 8 périphérique externe est de forme générale circulaire comme l'illustre la figure 6. On fabrique une ébauche 11 tubulaire du corps 2 creux de préférence soit par extrusion sous forme d'un tube encore appelé paraison, soit par injection sous forme d'une préforme injectée. Généralement, dans le cas d'une ébauche 11 tubulaire réalisée par extrusion, l'ébauche est directement réalisée dans le moule 12 de soufflage de sorte que ladite ébauche et ledit insert sont disposés dans le moule 12 dit de soufflage dans une configuration dans laquelle l'insert 6 entoure l'ébauche 11 au niveau de la partie de l'ébauche 11 destinée à former l'une, en l'occurrence la grande base, des bases 4, 5 du corps 2 creux. On injecte ensuite un gaz comprimé dans l'ébauche 11 de corps creux porté à une température supérieure à 180°C pour contraindre la paroi périphérique externe de l'ébauche 11 à se plaquer contre l'empreinte délimitée d'une part, par la paroi interne de la cavité de moulage du moule 12 de soufflage, d'autre part, par l'insert 6, et épouser la forme de ladite empreinte. Au niveau de l'insert 6, c'est essentiellement la paroi périphérique interne de l'insert 6 qui forme l'empreinte destinée à être épousée par la paroi périphérique externe de l'ébauche au moment du soufflage de ladite ébauche. Du fait de la température à laquelle l'ébauche est portée, cette dernière vient, au moment de son plaquage contre l'insert, se solidariser à l'insert par une liaison à chaud encore appelée soudure à chaud. Cette soudure à chaud ne nécessite pas d'apport de matière. On laisse ensuite refroidir l'ensemble avant de procéder à l'ouverture du moule 12 de soufflage et à la sortie du manchon 1 du moule 12 de soufflage. Le moule 12 de soufflage io utilisé est généralement un moule en deux parties comme l'illustrent les figures 3 et 5. Généralement, le procédé comprend, avant l'étape d'injection de gaz comprimé dans le moule 12 de soufflage, à l'état ouvert dudit moule 12, une étape de 15 maintien, à l'aide d'une main d'automate, de l'insert 6 dans une configuration dans laquelle l'insert 6 entoure l'ébauche 11 au niveau de la partie de l'ébauche 11 destinée à former l'une 5 des bases 4, 5 dudit corps 2 creux. Lorsque le procédé est du type dans lequel ladite ébauche 11 tubulaire du 20 corps 2 creux est réalisée par extrusion sous forme d'un tube encore appelé paraison à partir d'une machine comprenant une tête 13 d'injection présentant une cavité 13A annulaire et une filière 14 d'extrusion présentant un orifice 15 d'injection annulaire pour l'injection de matière extrudable, tête 13 d'injection et filière 14 d'extrusion étant montées déplaçables en translation l'une par rapport 25 à l'autre suivant une direction d'extrusion, ledit procédé comprend au moins une étape de rapprochement de la tête 13 d'injection et de la filière 14 d'extrusion pour faire communiquer l'orifice 15 d'injection annulaire avec la cavité 13A annulaire de manière à injecter de la matière dans ladite cavité 13A annulaire pour former l'une des bases, en l'occurrence la base 4 dudit corps 2 30 creux et une étape d'écartement de la tête 13 d'injection et de la filière 14 d'extrusion pour extruder la paraison entre l'orifice 15 d'injection annulaire de la filière 14 d'extrusion et la cavité 7 annulaire de la tête 13 d'injection. Au cours des étapes de rapprochement et d'écartement de la tête 13 d'injection et de la filière 14 d'extrusion, la tête 13 d'injection traverse l'insert 6. Cette caractéristique est plus particulièrement visible aux figures 3 et 4. Grâce à cette mise en oeuvre, il n'est plus nécessaire de procéder à une solidarisation de l'insert et de l'ébauche par une étape de type soudure avec apport de matière ou au laser qui nécessitait jusqu'à présent une reprise de l'ensemble par un opérateur. io REVENDICATIONS1. Manchon (1), tel que soufflet d'étanchéité, présentant un corps (2) moulé creux, de préférence cylindrique ou cylindro-conique, comportant une partie (3) s à soufflet déformable interposée entre deux bases (4, 5) délimitant les ouvertures d'extrémité opposées dudit manchon (1), caractérisé en ce que le manchon (1) comporte en outre un insert (6) se présentant sous forme d'une pièce préfabriquée annulaire, cet insert (6) étant disposé à l'extérieur du corps (2) creux du manchon (1) en entourant une base io (5) dudit corps (2) creux, la paroi (9) périphérique externe de ladite base (5) étant plaquée contre la paroi (7) périphérique interne dudit insert (6) et étant solidarisée directement sans adhésif à la paroi (7) périphérique interne de l'insert (6) dans la zone dans laquelle l'insert (6) recouvre la base (5). 15 2. Manchon (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert (6) présente une paroi (7) périphérique interne polylobée, de préférence trilobée. 3. Manchon (1) selon l'une des revendications 1 et 2, 20 caractérisé en ce que l'insert (6) présente une paroi (8) périphérique externe circulaire. 4. Manchon (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps (2) du manchon (1) est une pièce moulée par 25 soufflage et l'insert (6) une pièce préfabriquée, généralement moulée, de préférence par injection. 5. Manchon (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la partie (3) à soufflet déformable, en particulier dans le 30 sens d'un raccourcissement ou d'un allongement, du corps (2) du manchon (1) est formée d'une pluralité de spires parallèles, coaxiales à l'axe longitudinal dudit manchon (1). i0Il 6. Joint de transmission du type comportant deux arbres de transmission reliés par une liaison mécanique articulée, cette liaison étant protégée par un manchon, tel qu'un soufflet d'étanchéité, reliant les deux arbres caractérisé en ce que ledit manchon (1) est conforme à l'une des revendications 1 à 5. 7. Procédé pour la fabrication d'un manchon (1), tel que soufflet d'étanchéité, en particulier conforme à l'une des revendications 1 à 5, ledit manchon (1) comprenant d'une part, un corps (2) moulé creux, de préférence cylindrique ou io cylindro-conique, comportant une partie (3) à soufflet déformable interposée entre deux bases (4, 5) délimitant les ouvertures d'extrémité opposées dudit manchon (1), d'autre part, un insert (6), caractérisé en ce que le procédé comprend au moins les étapes : - de préfabrication dudit insert (6) se présentant sous forme d'une pièce 15 annulaire, - de fabrication d'une ébauche (11) tubulaire du corps (2) creux de préférence, soit par extrusion sous forme d'un tube encore appelé paraison, soit par injection sous forme d'une préforme injectée, - ladite ébauche (11) et ledit insert (6) étant logés dans un moule (12), dit de 20 soufflage, dans une configuration dans laquelle l'insert (6) entoure l'ébauche (11) au niveau de la partie de l'ébauche (11) destinée à former l'une (5) des bases (4, 5) dudit corps (2) creux, - d'injection d'un gaz comprimé dans l'ébauche (11) de corps creux portée à une température supérieure à 180°C pour contraindre la paroi périphérique 25 externe de l'ébauche (11) à se plaquer contre l'empreinte délimitée d'une part, par la paroi interne de la cavité de moulage du moule (12) de soufflage, d'autre part, par l'insert (6), et épouser la forme de ladite empreinte. 8. Procédé selon la revendication 7, 30 caractérisé en ce qu'il comprend en outre, après refroidissement, une étape d'ouverture du moule (12) de soufflage et de sortie du manchon (1) du moule (12) de soufflage. 9. Procédé selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il comprend, avant l'étape d'injection de gaz comprimé dans le moule (12) de soufflage, à l'état ouvert dudit moule (12), une étape de maintien, à l'aide d'une main d'automate, de l'insert (6) dans une configuration dans laquelle l'insert (6) entoure l'ébauche (11) au niveau de la partie de l'ébauche (11) destinée à former l'une (5) des bases (4, 5) dudit corps (2) creux. 10. Procédé selon l'une des revendications 7 à 9, du type dans lequel ladite ébauche (11) tubulaire du corps (2) creux est réalisée par extrusion sous forme d'un tube encore appelé paraison à partir d'une machine comprenant une tête (13) d'injection présentant une cavité (13A) annulaire et une filière (14) d'extrusion présentant un orifice (15) d'injection annulaire pour l'injection de matière extrudable, tête (13) d'injection et filière (14) d'extrusion étant montées déplaçables en translation l'une par rapport à l'autre suivant une direction d'extrusion, ledit procédé comprenant au moins une étape de rapprochement de la tête (13) d'injection et de la filière (14) d'extrusion pour faire communiquer l'orifice (15) d'injection annulaire avec la cavité (13A) annulaire de manière à injecter de la matière dans ladite cavité (13A) annulaire pour former l'une des bases (4, 5) dudit corps (2) creux et une étape d'écartement de la tête (13) d'injection et de la filière (14) d'extrusion pour extruder la paraison entre l'orifice (15) d'injection annulaire de la filière (14) d'extrusion et la cavité (13, 7) annulaire de la tête (13) d'injection, caractérisé en ce qu'au cours des étapes de rapprochement et d'écartement de la tête (13) d'injection et de la filière (14) d'extrusion, la tête (13) d'injection traverse l'insert (6).