Brevet FR3024894A1 — publié le 20160219

DISPOSITIF D'ÉTANCHÉITÉ À PIÈCE ASSURANT L'ÉTANCHÉITÉ ET LOGEANT UNE BAGUE DE GUIDAGE EN TRANSLATION ET EN ROTATION L'invention concerne les dispositifs d'étanchéité qui sont destinés à assurer l'étanchéité au niveau d'une ouverture définie dans au moins un carter et traversée par un axe. Certains systèmes comprennent des moyens de commande internes 1 o qui doivent être actionnés au moyen d'au moins un axe (ou levier) qui communique avec l'extérieur. C'est par exemple et non limitativement le cas de certaines boîtes de vitesses, éventuellement de véhicules, dont les synchroniseurs doivent être actionnés par des axes de leviers qui traversent des ouvertures définies dans des carters pour permettre la sélection et le 15 passage (ou engagement) de chaque rapport. Afin de rendre étanche le(s) carter(s) au niveau de son (leur) ouverture, on utilise un dispositif d'étanchéité. Lorsque ce dernier est couplé à un axe qui peut être translaté et entraîné en rotation, il doit assurer trois fonctions différentes. En effet, un tel dispositif d'étanchéité doit assurer une 20 étanchéité statique au niveau de l'ouverture de carter(s), une étanchéité dynamique au niveau de l'axe lorsqu'il est entraîné en rotation, et une étanchéité dynamique au niveau de l'axe lorsqu'il est translaté. Lorsque le dispositif d'étanchéité est agencé sous la forme d'un unique joint, il peut généralement assurer efficacement les deux premières 25 fonctions précitées (étanchéité statique et étanchéité dynamique en rotation), mais pas la troisième (étanchéité dynamique en translation) en raison des dispersions dimensionnelles importantes entre le joint et l'axe (lesquelles résultent principalement des variations de position entre carters du fait de leurs propres dispersions dimensionnelles). Il en résulte non seulement des 30 translations saccadées de l'axe (dites « stick-slip » en anglais), mais également de mauvais rendements de translation, voire parfois de rotation, de l'axe. 3024894 2 Afin d'améliorer la situation, il est possible d'utiliser un joint dont la partie avant est agencée en soufflet (ou accordéon). Mais cela rend le montage du joint plus difficile et induit des rendements en rotation médiocres et une fragilité accrue du joint dans sa partie avant. 5 Il est également possible d'utiliser un premier joint assurant l'étanchéité statique et un second joint assurant l'étanchéité dynamique. Mais cela augmente notablement les coûts. L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Elle propose notamment à cet effet un dispositif d'étanchéité, destiné 1 o à coopérer avec un axe propre à être translaté et entraîné en rotation dans une ouverture d'au moins un carter, et comprenant : - une pièce comportant une partie avant flexible et comprenant une première partie annulaire munie d'un logement interne délimité notamment par une lèvre propre à contacter étroitement l'axe pour assurer une étanchéité 15 dynamique, et une partie arrière solidarisée à cette partie avant et propre à être logée étroitement dans l'ouverture pour assurer une étanchéité statique, et - une bague rigide, logée intégralement dans le logement interne, et comportant au moins une face interne adaptée au glissement et délimitant 20 un passage propre à guider l'axe lorsqu'il est translaté et/ou entraîné en rotation. Ainsi, on obtient un auto centrage de la lèvre (dynamique) de la partie avant de la pièce sur l'axe via un guidage par la bague, et un découplage des contraintes entre les parties avant et arrière. 25 Le dispositif d'étanchéité selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - sa bague peut être réalisée en métal ; - la face interne de sa bague peut être munie d'un revêtement propre à 30 permettre un glissement de l'axe lors d'une translation et/ou d'un entraînement en rotation ; la partie avant de sa pièce peut comprendre une seconde partie annulaire 3024894 3 solidarisée à la partie arrière et à la première partie annulaire, et logeant une partie de cette dernière. L'invention propose également une boîte de vitesses comprenant une ouverture, définie dans au moins un carter et traversée par un axe d'un levier 5 de passage de rapport propre à être translaté et entraîné en rotation, et un dispositif d'étanchéité du type de celui présenté ci-avant et logé étroitement et partiellement dans cette ouverture. L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant une boîte de vitesses du type de celle présentée io ci-avant. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement, dans une vue en coupe, une toute 15 petite partie d'une boîte de vitesses comprenant deux carters dans lesquels est définie une ouverture équipée d'un dispositif d'étanchéité selon l'invention et traversée par un axe de levier, la figure 2 illustre schématiquement, dans une vue en perspective, le dispositif d'étanchéité de la figure 1, et 20 la figure 3 illustre schématiquement, dans une vue en coupe et en perspective, le dispositif d'étanchéité de la figure 2. L'invention a notamment pour but de proposer un dispositif d'étanchéité D destiné à coopérer avec un axe AX propre à être translaté et entraîné en rotation dans une ouverture OC définie dans au moins un carter 25 CE, CB. Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que chaque carter CE, CB fait partie d'une boîte de vitesses BV et que l'axe AX fait partie d'un levier destiné à actionner un synchroniseur de cette boîte de vitesses BV. Par exemple, l'axe AX est destiné à agir sur un synchroniseur 30 pour provoquer le passage (ou engagement) d'un rapport de la boîte de vitesses BV. Mais l'invention n'est pas limitée à cette application. En effet, chaque carter CE, CB peut faire partie de n'importe quel système, dispositif 3024894 4 ou installation comprenant des moyens de commande internes devant être actionnés au moyen d'au moins un axe (ou levier) qui communique avec l'extérieur et qui peut être translaté et entraîné en rotation. Par ailleurs, on considère dans ce qui suit, à titre d'exemple non 5 limitatif, que la boîte de vitesses BV est destinée à équiper un véhicule, éventuellement de type automobile (comme par exemple une voiture). Mais l'invention n'est pas limitée à cette application. En effet, cette boîte de vitesses peut équiper n'importe quel système ou installation (y compris industrielle). On a schématiquement représenté sur la figure 1 une toute petite partie d'une boîte de vitesses BV, et plus précisément une partie d'un carter d'embrayage CE, une partie d'un carter de boîte CB et une partie d'un support SA d'un axe AX d'un levier de passage de rapport, à titre d'exemple non limitatif. Cet axe AX traverse une ouverture OC qui est ici définie entre le carter d'embrayage CE et le carter de boîte CB. On notera que l'ouverture OC pourrait être définie dans un unique carter, comme par exemple simplement le carter de boîte CB. L'axe AX est propre à être translaté suivant une direction Z et à être entraîné en rotation autour d'un axe parallèle à cette direction Z. L'ouverture OC est équipée étroitement (et donc de façon étanche) d'un dispositif d'étanchéité D selon l'invention qui est également couplé à l'axe AX qui la traverse. Comme illustré sur les figures 1 à 3, un dispositif d'étanchéité D, selon l'invention, comprend une pièce PE et une bague B. La pièce PE comporte une partie avant PV et une partie arrière PR solidarisées l'une à l'autre. On notera que cette pièce est de préférence de type monobloc. Par exemple, elle peut être réalisée par moulage d'un matériau élastique de type caoutchouc, éventuellement de synthèse. Comme illustré sur les figures 1 et 3, la partie avant PV est flexible et comprend au moins une première partie annulaire PA1 munie d'un logement interne LI délimité notamment par une lèvre LE propre à contacter étroitement l'axe AX pour assurer une étanchéité dynamique au niveau de ce dernier (AX) lorsqu'il est entraîné en rotation et/ou translaté en rotation. La partie arrière 3024894 5 PR est propre à être logée étroitement dans l'ouverture OC pour assurer une étanchéité statique (ici entre les carter d'embrayage CE et carter de boîte CB). La partie arrière PR comprend donc également un passage central 5 PC pour le passage de l'axe AX. On notera que sur la figure 1 ce passage central PC est également agencé de manière à permettre le logement d'une extrémité du support d'axe SA à laquelle est solidarisée fixement une douille à billes DB qui est traversée par l'axe AX et qui maintient ce dernier (AX) radiale ment. la La bague B est rigide, logée intégralement dans le logement interne LI, et comporte au moins une face interne FI adaptée au glissement et délimitant un passage PX propre à guider l'axe AX lorsqu'il est translaté et/ou entraîné en rotation. La hauteur de cette bague B est choisie suffisamment grande afin 15 qu'elle assure un véritable guidage de la partie avant PV de la pièce PE (et notamment de sa la lèvre (dynamique) LE) par rapport à l'axe AX. Cet agencement du dispositif d'étanchéité D assure un auto centrage de la lèvre (dynamique) LE de la partie avant PV de la pièce PE sur l'axe AX via un guidage par la bague B. En outre, il permet un découplage des 20 contraintes entre la partie avant PV qui assure l'étanchéité dynamique et la partie arrière PR qui assure l'étanchéité statique, du fait de la flexibilité de cette partie avant PV. On notera, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 3, que la lèvre qui délimite également le logement interne LI avec la lèvre LE n'a 25 pas impérativement besoin d'être au contact de l'axe AX. Cela permet en effet d'améliorer le rendement en translation et en rotation de l'axe AX. Par exemple, la bague B peut être réalisée en métal. A titre d'exemple, elle peut être réalisée en acier, en aluminium ou en laiton. Mais elle pourrait être réalisée dans n'importe quelle matière rigide, et notamment 30 en matière plastique (par exemple en polyamide) ou composite. D'une manière générale, tout matériau présentant des propriétés de rigidité, et éventuellement un faible frottement, peut être utilisé. 3024894 6 On notera également que la face interne FI de la bague B peut être éventuellement munie d'un revêtement propre à permettre un glissement de l'axe AX lors d'une translation et/ou d'un entraînement en rotation. Ce revêtement n'est pas nécessaire lorsque le matériau dans lequel est réalisée 5 la bague B est suffisamment glissant pour permettre les translations et entraînements en rotation de l'axe AX ou bien lorsque la face interne FI a subi un traitement de surface, comme par exemple un polissage. On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 1 et 3, que la partie avant PV peut comprendre une seconde partie io annulaire PA2 comprenant une première extrémité solidarisée à la partie arrière PR et une seconde extrémité solidarisée à la première partie annulaire PA1, et logeant une partie de cette dernière (PA1). Cette seconde partie annulaire PA2 présente, au moins au niveau de sa seconde extrémité, une épaisseur notablement plus petite que la portion de la partie avant PV dans 15 laquelle est défini le logement interne LI, de manière à conférer la flexibilité à cette partie avant PV, très utile, notamment, au rattrapage des dispersions dimensionnelles et au découplage des contraintes entre les parties avant PV et arrière PR. REVENDICATIONS1. Dispositif d'étanchéité (D) pour un axe (AX) propre à être translaté et entraîné en rotation dans une ouverture (OC) d'au moins un carter (CE, CB), caractérisé en ce qu'il comprend i) une pièce (PE) comportant une partie avant (PV) flexible et comprenant une première partie annulaire (PA1) munie d'un logement interne (LI) délimité notamment par une lèvre (LE) propre à contacter étroitement ledit axe (AX) pour assurer une étanchéité dynamique, 1 o et une partie arrière (PR) solidarisée à ladite partie avant (PV) et propre à être logée étroitement dans ladite ouverture (OC) pour assurer une étanchéité statique, et ii) une bague (B) rigide, logée intégralement dans ledit logement interne (LI), et comportant au moins une face interne (FI) adaptée au glissement et délimitant un passage (PX) propre à guider ledit axe (AX) 15 lorsqu'il est translaté et/ou entraîné en rotation. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bague (B) est réalisée en métal. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite face interne (FI) de la bague (B) est munie d'un revêtement propre 20 à permettre un glissement dudit axe (AX) lors d'une translation et/ou d'un entraînement en rotation. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite partie avant (PV) comprend une seconde partie annulaire (PA2) solidarisée à ladite partie arrière (PR) et à ladite première partie annulaire 25 (PA1), et logeant une partie de cette dernière (PA1). 5. Boîte de vitesses (BV) comprenant une ouverture (OC) définie dans au moins un carter (CE, CB) et traversée par un axe (AX) d'un levier de passage de rapport propre à être translaté et entraîné en rotation, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un dispositif d'étanchéité (D) 30 selon l'une des revendications précédentes, logé étroitement et partiellement dans ladite ouverture (OC). 6. Véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend une boîte de vitesses (BV) selon la revendication 5. 3024894 8 7. Véhicule selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est de type automobile.