Brevet FR3072595A1 — publié le 20190426

PROCEDE AVEC UN AIMANT DE MONTAGE PROTEGE D'UN JOINT A LEVRE INTERIEURE SUR UN ARBRE La présente invention concerne un procédé de montage d'un joint circulaire à lèvre sur un arbre, ainsi qu'un outillage mis en oeuvre avec un tel procédé de montage. Certains systèmes mécaniques, en particulier des transmissions de véhicule automobile, comportent un arbre de transmission sortant d'un carter contenant une huile, disposant au niveau de cette sortie d'un joint à lèvre circulaire emmanché dans le carter. Le joint présente une lèvre intérieure entourant une portée cylindrique de l'arbre, afin de serrer légèrement cette portée pour assurer une étanchéité dynamique. La lèvre intérieure du joint réalisée dans un élastomère, représente une partie délicate de ce joint qu'il convient de préserver lors du montage afin d'éviter toute blessure ou endommagement qui pourrait provoquer des fuites d'huile lors du fonctionnement. La partie extérieure de l'arbre sortant du carter, en arrière de la portée du joint, peut comporter des formes particulières avec des arêtes vives, comme des cannelures axiales ou des marches entre différents diamètres. Il est nécessaire de franchir avec la lèvre du joint ces formes particulières pour l'emmener jusqu'à la portée de l'arbre disposée vers un côté appelé par convention côté avant, sans risquer de l'accrocher sur ces formes pour éviter de la blesser. Pour cela un dispositif connu, présenté notamment par le document US- Al -20160151896, comporte un manchon présentant vers l'avant une partie cylindrique d'épaisseur réduite s'ajustant dans la lèvre du joint, prévue pour coulisser sur l'arbre en arrière de la portée afin de franchir des cannelures axiales de cet arbre en protégeant le joint. Un nez de presse entoure un rebord circulaire extérieur du manchon disposé en arrière de sa partie cylindrique, pour presser sur ce manchon afin 2 de descendre le joint autour de l'arbre de manière protégée, puis en fin de course pour emmancher le contour extérieur du joint dans le carter. Ensuite lors de la remontée du nez de presse, un bourrelet intérieur de ce nez engagé en avant du rebord extérieur du manchon, remonte ce 5 manchon afin de l'extraire du montage, et de l'éliminer ou de le recycler. Toutefois ce dispositif nécessite un emboîtement d'un bourrelet intérieur du nez de presse autour du rebord extérieur du manchon, qui peut être délicat à réaliser de manière à assurer à la fois une tenue suffisante de ce manchon, et une facilité d'extraction du manchon hors de ce nez après son utilisation. 10 La présente invention a notamment pour but d'éviter ces problèmes de l'art antérieur. Elle propose à cet effet un procédé de montage d'un joint circulaire à lèvre intérieure venant dans une course vers une direction avant sur une portée cylindrique d'un arbre, avec un emmanchement de son contour 15 extérieur dans un carter, ce montage étant réalisé avec un outillage comportant un manchon présentant vers l'avant une partie tubulaire s'ajustant dans le joint, qui coulisse sur l'arbre pour protéger ce joint jusqu'à la portée, et un nez de presse pressant le joint vers l'avant, ce procédé étant remarquable en ce qu'il applique une aimantation sur une face avant de collage du nez de 20 presse, assurant un collage sur le manchon en fin de mise en place du joint. Un avantage de ce procédé est que de manière simple, après la descente et la mise en place protégée du joint à lèvre sur l'arbre, ainsi que l'emmanchement de ce joint dans le carter, l'attraction magnétique du manchon sur le nez de presse permet de laisser automatiquement sur place 25 le joint maintenu serré dans le carter, tout en remontant ce manchon collé au nez de presse. On réalise de manière simple et automatique un maintien suffisant permettant l'extraction du manchon hors de l'arbre, qui peut après sa sortie être facilement décollé pour être éliminé, ou recyclé pour servir à nouveau. 30 Le procédé de montage selon l'invention et un outillage pour ce procédé peuvent de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles. 3 Avantageusement, le procédé de montage comporte l'installation du joint sur le manchon, puis la descente avec le nez de presse du joint et du manchon jusqu'à un épaulement avant la portée de l'arbre, puis une descente du joint seul, et enfin la remontée du nez de presse et du manchon collés. 5 L'invention a aussi pour objet un outillage de montage pour un procédé comprenant l'une quelconque des caractéristiques précédentes, remarquable en ce que le manchon comporte un aimant, ou le nez de presse comporte un électroaimant. Le manchon comprenant un aimant, comporte avantageusement un 10 épaulement arrière tourné radialement vers l'extérieur, contenant l'aimant. Dans ce cas, avantageusement le manchon comporte une matière plastique qui est surmoulée autour de l'aimant. Avantageusement, le manchon est centré à l'intérieur d'une partie tubulaire du nez de presse. 15 Dans ce cas, la partie tubulaire du nez de presse peut comporter à l'intérieur une nervure annulaire, prévue pour se coller au-dessus du manchon en fin de montage du joint. Dans ce cas, avantageusement après la pose du manchon avec son joint sur le nez de presse, l'outillage présente une distance axiale entre la face 20 arrière de ce manchon et la face avant de la nervure annulaire. En complément, le manchon et le nez de presse peuvent comporter chacun un aimant. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à 25 titre d'exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 présente en coupe axiale un outillage de montage pour un procédé suivant l'invention, supportant un joint à lèvre disposé sur son manchon ; 30 - la figure 2 présente la mise en place du joint à lèvre avec cet outillage dans un carter de transmission, avec le manchon venant en appui sur un épaulement de l'arbre ; 4 - la figure 3 présente une étape suivante avec le joint mis en position ; et - la figure 4 présente cet outillage lors de la remontée du nez de presse. La figure 1 présente un joint à lèvre annulaire 2 réalisé en élastomère, présentant de chaque côté une section axiale formant globalement un « U» 5 inversé. La forme en « U » comporte une partie axiale extérieure 4 sensiblement cylindrique, comprenant un diamètre extérieur prévu pour s'emmancher dans un alésage d'un carter de transmission. Une direction avant est définie par convention comme étant le sens de descente de la presse, indiqué par la 10 flèche AV. La partie axiale extérieure 4 est reliée à une partie plane supérieure 6 disposée dans un plan transversal, qui se prolonge par une partie axiale intérieure 8 prévue pour entourer une portée lisse d'un arbre en rotation. La partie axiale intérieure 8 comporte une lèvre annulaire 10 tournée vers 15 l'axe principal A, qui est pressée sur l'arbre par un ressort annulaire disposé au dos de cette lèvre, appliquant un léger serrage de la lèvre sur l'arbre pour assurer une étanchéité dynamique. L'outillage de montage comporte un manchon 12 réalisé en matière plastique, présentant une forme de révolution centrée sur l'axe A, comprenant 20 vers l'avant une partie tubulaire 14 d'épaisseur réduite ajustée à l'intérieur du joint 2, et un épaulement arrière 16 tourné vers l'extérieur, présentant deux faces transversales planes parallèles. La face transversale plane avant de l'épaulement arrière 16 est en appui sur la partie plane supérieure 6 du joint 2. L'épaulement arrière 16 comporte à l'intérieur un aimant annulaire 18 25 présentant une section transversale rectangulaire, entouré par une épaisseur constante de matière plastique du manchon 12, réalisée avantageusement par surmoulage de cette matière autour de l'aimant. L'aimant annulaire 18 présente deux pôles orientés axialement, comprenant par exemple un pôle Nord sur le dessus et un pôle Sud sur le dessous. 30 L'outillage de montage comporte un nez de presse 20 formant un tube centré sur l'axe A, prévu pour être fixé en bas d'un vérin d'une presse d'assemblage du joint 2 dans le carter de transmission. La base plane 22 du 5 nez de presse 20 vient en appui sur la partie plane supérieure 6 du joint 2, pour presser dessus lors de sa descente. Le nez de presse 20 comporte une nervure annulaire intérieure une, comprenant une face avant transversale plane disposée à une distance X au- 5 dessus de l'épaulement arrière 16 du manchon 12. Le diamètre intérieur de la nervure intérieure 24 est légèrement plus grand que celui du manchon 12, afin de ne pas gêner un coulissement de l'arbre dans cette nervure. Le diamètre extérieur de l'épaulement arrière 16 du manchon 12 est centré à l'intérieur du tube du nez de presse 20. 10 La figure 2 présente un arbre d'une transmission 30 centré sur l'axe A, comprenant en partie supérieure des cannelures axiales 34 prévues pour recevoir un moyeu en lui transmettant un couple. Une rainure circulaire 32 disposée en haut des cannelures 34, est prévue pour recevoir un jonc ouvert maintenant axialement le moyeu. 15 En dessous des cannelures 34 on a successivement une gorge annulaire 36 permettant aux cannelures de déboucher dedans, puis une portée cylindrique 38 présentant un diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur de ces cannelures, recevant la lèvre 10 du joint 2 pour assurer l'étanchéité dynamique. 20 Lors de la descente du joint 2, sa lèvre 10 ne doit pas venir en contact avec les cannelures 34, ainsi qu'avec les différents épaulements formés par les variations de diamètre, en particulier l'épaulement supérieur de la portée cylindrique 38, pour éviter de blesser cette lèvre qui est fragile. Après la mise en place du joint 2 autour du manchon 12 réalisé en matière 25 plastique pour ne pas blesser sa lèvre 10, on a une descente de manière protégée de cet ensemble le long des cannelures 34. La face inférieure du manchon 10 venant en appui sur l'épaulement juste en arrière de la portée de l'arbre 38, ce manchon est arrêté dans sa descente. Parallèlement le contour extérieur du joint 2 commence à s'emmancher dans 30 l'alésage 42 du carter 40, sous la poussée de la base transversale 22 du nez de presse 20 pressant sur ce joint. 6 Le nez de presse 20 ainsi que le joint 2 continuant leurs descentes, ce joint coulisse sur le manchon 12, sa lèvre 10 passant successivement de la partie tubulaire 14 du manchon à la portée de l'arbre 38 sans dommage grâce au diamètre légèrement supérieur de cette partie tubulaire. 5 La figure 3 présente la position finale du joint 2, le nez de presse 20 étant descendu suivant la course X en mettant sa nervure intérieure 24 en contact sur le dessus du manchon 12. On obtient un collage de l'aimant 18 de ce manchon 12, sous la nervure intérieure 24 réalisée avec l'ensemble du nez de presse 20 dans un acier attirant cet aimant. 10 La figure 4 présente la remontée du nez de presse 20, le manchon 12 n'étant plus maintenue serré dans le joint 2, remonte librement avec ce nez de presse grâce à l'aimantation qui le maintient. On obtient de manière simple et efficace une protection du joint 2 pendant sa mise en place, puis un retrait du manchon 12 qui est automatiquement 15 évacué hors de la transmission, pour être ensuite jeté, ou recyclé afin de servir à un nouvel assemblage. En particulier le retrait du manchon 12 nécessite aucune intervention manuelle, ce qui fait gagner du temps de cycle par rapport à un mode opératoire comprenant ce retrait manuel, ainsi qu'en sécurité et en qualité en 20 évitant un risque d'oubli de ce manchon. On peut en variante disposer un aimant annulaire dans le nez de presse 20 et une bague métallique dans le manchon 12, afin d'assurer de la même manière un collage de cet aimant sur le manchon. On peut aussi disposer un aimant annulaire à la fois dans le nez de presse 20 et dans le manchon 12, 25 présentant chacun une orientation axiale des pôles, en s'assurant que les deux pôles en regard présentent des signes opposés pour obtenir une attraction. Suivant un autre mode de réalisation on peut disposer un électroaimant commandé dans le nez de presse 20, et une bague métallique dans le 30 manchon 12. L'alimentation de l'électroaimant est alors appliquée à partir de la fin de la descente du joint 2, pour remonter le manchon 12, puis coupée par 7 exemple au-dessus d'un bac d'évacuation pour laisser tomber ce manchon dans le bac. En variante on peut prévoir un manchon 12 comprenant une épaisseur de partie tubulaire 14 faible, disposant vers l'avant d'un chanfrein intérieur lui 5 permettant de s'engager avec le joint 2 sur la portée 38 de l'arbre 30 lors de la descente du nez de presse 20. Ensuite lors de la remontée du nez de presse 20, le manchon 12 collé remonte automatiquement en glissant sur la portée 38, et sur la lèvre 10 en laissant le joint 2 maintenu en position par son serrage dans l'alésage REVENDICATIONS1 - Procédé de montage d'un joint circulaire à lèvre intérieure (2) venant dans une course vers une direction avant sur une portée cylindrique (38) d'un arbre (30), avec un emmanchement de son contour extérieur (4) dans un carter (40), ce montage étant réalisé avec un outillage comportant un manchon (12) présentant vers l'avant une partie tubulaire (14) s'ajustant dans le joint (2), qui coulisse sur l'arbre (30) pour protéger ce joint (2) jusqu'à la portée (38), et un nez de presse (20) pressant le joint (2) vers l'avant, caractérisé en ce qu'il applique une aimantation sur une face avant de collage du nez de presse (20), assurant un collage sur le manchon (12) en fin de mise en place du joint (2). 2 - Procédé de montage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte l'installation du joint (2) sur le manchon (12), puis la descente avec le nez de presse (20) du joint (2) et du manchon (12) jusqu'à un épaulement avant la portée de l'arbre (38), puis une descente du joint (2) seul, et enfin la remontée du nez de presse (20) et du manchon collés (12). 3 - Outillage de montage pour un procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le manchon (12) comporte un aimant (18), ou le nez de presse (20) comporte un électroaimant. 4 - Outillage de montage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le manchon (12) comportant un aimant (18), il comprend un épaulement arrière (16) tourné radialement vers l'extérieur, contenant cet aimant (18). 5 - Outillage de montage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le manchon (12) comportant un aimant (18), il comprend une matière plastique qui est surmoulée autour de cet aimant (18). 6 - Outillage de montage selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le manchon (12) est centré à l'intérieur d'une partie tubulaire du nez de presse (20). 7 - Outillage de montage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la partie tubulaire du nez de presse (20) comporte à l'intérieur une nervure 9 annulaire (28), prévue pour se coller au-dessus du manchon (12) en fin de montage du joint (2). 8 - Outillage de montage selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'après la pose du manchon (12) avec son joint (2) sur le nez de presse (20), 5 l'outillage présente une distance axiale (X) entre la face arrière de ce manchon (12) et la face avant de la nervure annulaire (28). 9 - Outillage de montage selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que le manchon (12) et le nez de presse (20) comportent chacun un aimant (18). 10