FR2591688A1

FR2591688A1 - Sleeve for cardan joint or the like

Info

Publication number: FR2591688A1
Application number: FR8616760A
Authority: FR
Inventors: Donald Edward Richeson; Charles Louis Kern Jr; Brian William Pengilly; Clem Branum Shriver
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 1985-12-12
Filing date: 1986-12-01
Publication date: 1987-06-19
Also published as: IT1198497B; KR870006322A; JPS62147120A; DE3640679A1; BR8605898A; IT8648719A0; MX161004A

Abstract

This sleeve for a cardan joint or the like is moulded by blowing a polyester such as polyethylene terephthalate, which has the effect of imposing a biaxial orientation on the polyester at the same time as shaping it into a bellows or a sleeve 11. The polyester is firstly extruded, injection-moulded so as to form a blank which will have the desired thickness after blowing and the blank is then blown in a mould at the blow-moulding temperature of the polyester. An in-line blow-moulding process in a single phase may be applied, or a two-phase blow-moulding process with reheating. This latter process gives greater ease for maintaining the desired thickness in the undulations of the bellows and in the regions of the collars.

Description

La présente invention se rapporte a une manchette ou à un protecteur du type soufflet destiné a entourer des pièces mobiles, en particulier, des joints rotatifs déformables ou l'arbre des joints homocinétiques des arbres de transmission utilisés sur certains véhicules automobiles, dans les cas où la manchette est exposée a la graisse et a la chaleur. The present invention relates to a cuff or a bellows type protector intended to surround moving parts, in particular, deformable rotary joints or the shaft of constant velocity joints of the transmission shafts used on certain motor vehicles, in cases where the cuff is exposed to grease and heat.

On utilise des joints de cardan ou analogues dans un grand nombre d'applications, y compris dans celle décrite dans le brevet européen n0 00 93 937, c'est-a-dire le joint utilisé pour les véhicules a traction avant, qui sont très répandus. Universal joints or the like are used in a large number of applications, including that described in European Patent No. 00 93 937, i.e. the joint used for front-wheel drive vehicles, which are very widespread.

La pratique actuelle consiste a enfermer ces joints dans des enveloppes protectrices en caoutchouc synthétique ou des polyester-polyurethanes pour empêcher les poussières de pénétrer et pour retenir le lubrifiant autour du joint et éviter les pertes de lubrifiant. La nature de ces manchettes ou soufflets protecteurs ou bien des protecteurs lisses ressortira clairement du brevet #IP# - A - 4 224 808, pour les personnes qui ne sont pas familiarisées avec cette technique mais l'homme de l'art ordinaire la connait parfaitement;
En outre, l'homme de l'art sait que, pour monter la manchette sur le joint flexible, on doit désassembler l'arbre, ce qui implique d'emnortants frais de main d'oeuvre puis rEassembler l'arbre.Current practice is to enclose these seals in protective envelopes of synthetic rubber or polyester polyurethanes to prevent dust from entering and to retain the lubricant around the seal and avoid loss of lubricant. The nature of these protective cuffs or bellows or of the smooth protectors will emerge clearly from patent # IP # - A - 4 224 808, for people who are not familiar with this technique but the person skilled in the ordinary art knows it perfectly ;
In addition, those skilled in the art know that, to mount the cuff on the flexible joint, the shaft must be disassembled, which involves considerable labor costs and then reassemble the shaft.

La présente invention a pour objet des moyens permettant de former une manchette par moulage d'un polyester par soufflage. La manchette peut être montée sur le joint souple par désassemblage de l'arbre et l'arbre est ensuite réassemblé. Ces manchettes sont généralement de forme conique ou tubulaire et, dans la plupart des cas, elles présentent une ou plusieurs ondulation (s) servant a donner a la manchette une plus grande flexibilité propre. Les ouvertures d'extrémités de la manchette peuvent être dimensionnées de façon a recevoir des bagues adaptatrices, afin de permettre d'utiliser une même manchette sur des arbres et carters de dimensions variables. The present invention relates to means for forming a cuff by blow molding a polyester. The sleeve can be mounted on the flexible joint by disassembling the shaft and the shaft is then reassembled. These cuffs are generally conical or tubular in shape and, in most cases, they have one or more undulation (s) serving to give the cuff greater flexibility. The end openings of the cuff can be dimensioned so as to receive adapter rings, in order to allow the same cuff to be used on shafts and casings of variable dimensions.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement a titre d'exemple,
la Fig. 1 est une coupe longitudinale d'un ensemble arbre de transmission, avec une manchette montée sur cet ensemble, dans la position active, conformément à la présente invention; et
la Fig. 2 est une vue en coupe d'une extrémité de la manchette selon l'invention, utilisée avec une bague adaptatrice de diamètre intérieur, logée dans l'ouverture de cette extrémité.Other characteristics and advantages of the invention will appear during the description which follows. In the accompanying drawings, given solely by way of example,
Fig. 1 is a longitudinal section of a drive shaft assembly, with a sleeve mounted on this assembly, in the active position, in accordance with the present invention; and
Fig. 2 is a sectional view of one end of the cuff according to the invention, used with an adapter ring of internal diameter, housed in the opening of this end.

Sur la Fig. 1, qui représente le plus clairement la manchette 11 en coupe longitudinale fixée à un joint homoci nétique;iJO par une première bague adaptatrice plate 12 de construction classique, qui fait le tour de l'ouverture 13 de la petite extrémité et qui est maintenue en contact par un collier 14 emmanché sur cette ouverture ou par d'autres moyens bien connus. La grande extrémité 16 de la manchette est représentée montée sur un adaptateur 15 et serrée sur cet adaptateur au moyen d'un collier 17 ou d'autres moyens bien connus. Entre les ouvertures d'extrémités 13 et 16, sont prévues une série d'ondulations 18 et 19. In Fig. 1, which most clearly represents the cuff 11 in longitudinal section fixed to a homogenetic joint; iJO by a first flat adapter ring 12 of conventional construction, which goes around the opening 13 of the small end and which is maintained in contact by a collar 14 fitted on this opening or by other well known means. The large end 16 of the cuff is shown mounted on an adapter 15 and tightened on this adapter by means of a collar 17 or other well known means. Between the end openings 13 and 16, a series of undulations 18 and 19 are provided.

Sur la Fig. 2, la bague adaptatrice 15 est' représentée en position sur un carter d'arbre 25, avec lBextrémitév de la manchette positionnée sur ce carter et prête à recevoir le collier 17 représenté sur la Fig. 1. In Fig. 2, the adapter ring 15 is shown in position on a shaft housing 25, with the end of the sleeve positioned on this housing and ready to receive the collar 17 shown in FIG. 1.

Une manchette ou un soufflet approprié pour être utilisé sur des arbres de transmission, des bras de direction et colonnes de direction, ainsi que sur des joints de cardan ou analogues, peut être réalisé par extrusion d'un polyester, de préférence, d'un téréphthalate de polyéthylène (quelquefois appelé PET) pour former une ébauche que l'on appelle quelquefois d'une façon générale une paraison dans la plupart des entreprises où l'on travaille les matières plastiques ou le verre. L'épaisseur de l'ébauche est calculée en fonction de la dimension du moule, c'est-à-dire au pourcentage de dilatation qui s'effectue pendant le soufflage de l'ébauche. Le moulage par soufflage de cette ébauche, qui lui donne la forme désirée, s'effectue par soufflage dans un moule qui présente la forme et la dimension désirées.La technologie des formes et dimensions est bien connue, comme ceci est illustré par les formes et dimensions représentées sur les dessins. D'une façon générale, le moulage par soufflage peut s'effectuer, soit par le procédé en ligne, à une seule phase, soit par le procédé de moulage par soufflage à deux phases avec réchauffage. Le procédé de moulage par soufflage avec réchauffage permet d'obtenir une plus grande maitrise de l'épaisseur de la pièce dans ses diverses ondulations, les ondulations étant indiquées par les numéros 18 et 19. A sleeve or bellows suitable for use on drive shafts, steering arms and steering columns, as well as on universal joints or the like, can be produced by extruding a polyester, preferably a polyethylene terephthalate (sometimes called PET) to form a blank which is sometimes called generally a parison in most companies where plastics or glass are worked. The thickness of the blank is calculated as a function of the size of the mold, that is to say the percentage of expansion which takes place during the blowing of the blank. The blow molding of this blank, which gives it the desired shape, is carried out by blowing in a mold which has the desired shape and size. The technology of shapes and dimensions is well known, as illustrated by the shapes and dimensions shown in the drawings. In general, blow molding can be carried out either by the inline single-phase process or by the two-phase blow molding process with reheating. The blow molding process with reheating makes it possible to obtain greater control of the thickness of the part in its various undulations, the undulations being indicated by the numbers 18 and 19.

Actuellement, on utilise deux procédés pour transformer des polyesters tels que le téréphthalate de polyéthylène (PET) en articles moulés par soufflage. Ces procédés sont les suivants : le moulage par injection-soufflage et le moulage par étirage-soufflage. Dans le procédé de moulage par injection-soufflage, on moule la masse fondue de polymère par injection pour en former une ébauche et, ensuite, on la met a la forme voulue par soufflage. Pour le moulage par étirage-soufflage, on fabrique des ébauches amorphes par un moulage par injection. Les ébauches amorphes sont ensuite réchauffées a une température de 80-1200C et mises en forme par soufflage. A cette température relativement basse, le polymère se trouve dans un état thermoplastique (analogue au cuir) et il s'oriente pendant le soufflage.Ceci se traduit par une plus grande résistance mécanique, une bonne stabilité dimensionnelle et une meilleure résistance aux chocs du produit. En outre, on consomme moins de polymère par article. Grâce à l'orientation, le polymère présente une structure moléculaire plus efficace, qui se traduit par de meilleures qualités d'étanchéité aux gaz et a la vapeur d'eau. Currently, two methods are used to transform polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) into blow molded articles. These are: injection blow molding and stretch blow molding. In the injection blow molding process, the polymer melt is injection molded to form a blank and then blown into the desired shape. For stretch blow molding, amorphous blanks are produced by injection molding. The amorphous blanks are then reheated to a temperature of 80-1200C and shaped by blowing. At this relatively low temperature, the polymer is in a thermoplastic (leather-like) state and it orientates during blowing. This results in greater mechanical resistance, good dimensional stability and better impact resistance of the product. . In addition, less polymer is consumed per article. Thanks to the orientation, the polymer has a more efficient molecular structure, which results in better gas and water vapor tightness qualities.

Le moulage par étirage-soufflage d'un polyester tel que le PET est un procédé à deux phases : le moulage par injection de l'ébauche et le moulage par étirage-soufflage de l'ébauche réchauffée. Les deux phases peuvent être exécutées sur une machine intégrée ou au contraire être exécutées en deux opérations séparées. The stretch-blow molding of a polyester such as PET is a two-phase process: injection molding of the blank and stretch-blow molding of the heated blank. The two phases can be executed on an integrated machine or on the contrary be executed in two separate operations.

Le principal avantage du procédé à deux phases consiste dans son aptitude à maîtriser les conditions critiques. The main advantage of the two-phase process is its ability to control critical conditions.

Pour produire l'ébauche amorphe voulue, l'ébauche-moulée par injection doit être refroidie rapidement. L'ébauche est ensuite réchauffée, ce qui permet une maîtrise précise de la température de l'ébauche pendant la totalité du cycle de moulage par étirage-soufflage. Des variations très minimes de la température de départ a ce moment risquent d'affecter considérablement la répartition de la matière et la qualité du produit fini. Le procédé à deux phases, lorsqu'il est appliqué sous la forme d'opérations séparées permet également a l'ébauche de s'équilibrer avec la température ambiante, en assurant un profil de température plus uniforme.To produce the desired amorphous blank, the injection molded blank must be cooled rapidly. The blank is then reheated, which allows precise control of the blank temperature during the entire stretch-blow molding cycle. Very small variations in the flow temperature at this time may considerably affect the distribution of the material and the quality of the finished product. The two-phase process, when applied as separate operations also allows the blank to equilibrate with room temperature, ensuring a more uniform temperature profile.

L'ébauche est refroidie rapidement jusqu'a l'intervalle de température de thermoélasticité dans la machine intégrée mais elle n'atteint pas les conditions de température ambiante. L'ébauche traitée dans une opération automatique est ensuite amenée a un poste de conditionnement de la température pour établir un profil de température de soufflage uniforme.The blank is rapidly cooled to the temperature range of thermoelasticity in the integrated machine, but does not reach ambient temperature conditions. The blank processed in an automatic operation is then brought to a temperature conditioning station to establish a uniform blowing temperature profile.

Une pièce fabriquée en polyester orienté possède un haut rapport résistance mécanique/poids et conserve une bonne flexibilité à basse température, jusqu'S - 400C et même plus bas. En outre, la pièce possède une bonne résistance aux graisses et à l'huile et elle conserve sa stabilité a la chaleur jusqu'd 700C. Lorsqu'on désire obtenir une stabilité à la chaleur à des températures très supérieures à 700C, par exemple jusqu'à environ 150 OC, on peut obtenir cette stabilité par traitement thermique de la pièce et, de cette façon, lui donner une stabilité dimensionnelle aux températures plus élevées. On peut utiliser pour le moulage par soufflage de la manchette un polyester de la qualité pour moulage par soufflage que l'on peut se procurer sous la désignation de ELASTUF (R)
Le polyester peut être thermo durci dans le moulage par étirage-soufflage exécuté dans des conditions normales, sauf que le moule de soufflage est porté a une température élevée, de préférence d'environ I20-1400C L'article soufflé est maintenu en contact avec le moule par pression, de sorte que le polyester cristallise pour donner une morpholos gie plus stable, l'article étant ensuite refroidi au-dessous de la température de thermo#durcissement alors qu'il est encore sous contrainte. L'article résultant sera stable a la chaleur jusqu'S des températures qui s'approchent de la température de thermo-durcissement. A piece made of oriented polyester has a high mechanical strength / weight ratio and retains good flexibility at low temperatures, up to S - 400C and even lower. In addition, the part has good resistance to grease and oil and it retains its heat stability up to 700C. When it is desired to obtain heat stability at temperatures much higher than 700 ° C., for example up to approximately 150 ° C., this stability can be obtained by heat treatment of the part and, in this way, give it dimensional stability at higher temperatures. A blow molding grade polyester which can be obtained under the designation ELASTUF (R) may be used for the blow molding of the cuff.
The polyester can be thermoset in stretch blow molding performed under normal conditions, except that the blow mold is brought to an elevated temperature, preferably about 120 ° -1400 C. The blown article is kept in contact with the pressure molded, so that the polyester crystallizes to give a more stable morphology, the article then being cooled below the temperature of thermosetting while it is still under stress. The resulting article will be heat stable up to temperatures which approach the thermosetting temperature.

Claims

1 - Cuff made of soft biaxial orientation polyester blown, intended to enclose a gaskets joint with a cardan joint or the like, characterized by a cuff body (11), made of flexible polyester with biaxial orientation, blow molded, said body the cuff having first and second end openings. (13.16).

2 - blow molded sleeve according to claim 1, characterized in that the end openings (13,16) are adapted to receive adapter rings (12,15), suitable in these openings, to allow mounting a cuff of the same dimension on trees and casings of various dimensions.

3 - blow molded sleeve according to claim 1, characterized in that the polyester is a polyethylene terephthalate.