FR2633351A1 - MULTI-COMPONENT SEAL FOR MECHANICAL SEAL WITH SEALING AROUND THE INPUT TREE - Google Patents
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Abstract
Couvre-joint à éléments multiples semi-rigides pour joint mécanique; Il comprend un élément interne hémisphérique 25 qui s'applique sur la surface sphérique 24 du joint mécanique et un élément externe hémisphérique 27 qui entoure l'élément interne 25 en formant une cavité sphérique entre ces éléments qui présentent chacun une ouverture 30, 52 pour le passage de l'arbre d'entrée du joint mécanique; un élément intermédiaire 35 comprend une bride sphérique 36 qui se loge hermétiquement dans la cavité 31, ainsi qu'un bossage cylindrique 37 qui entoure l'arbre d'entrée 13. Un joint d'arbre 40 porte sur l'arbre d'entrée 13 grâce à deux nervures 45; 48 et se verrouille sur l'extrémité du bossage 37, à l'opposé de la bride hémisphérique 36, grâce à une partie saillante interne 42 qui s'engage par déclic dans une gorge annulaire 41 du bossage; Application aux joints mécaniques articulés de transmission, notamment pour les roues motrices d'un véhicule à traction avant.Semi-rigid multi-element joint cover for mechanical seal; It comprises a hemispherical internal element 25 which is applied to the spherical surface 24 of the mechanical seal and a hemispherical external element 27 which surrounds the internal element 25, forming a spherical cavity between these elements which each have an opening 30, 52 for the passage of the input shaft of the mechanical seal; an intermediate element 35 comprises a spherical flange 36 which fits tightly in the cavity 31, as well as a cylindrical boss 37 which surrounds the input shaft 13. A shaft seal 40 bears on the input shaft 13 thanks to two ribs 45; 48 and locks onto the end of the boss 37, opposite the hemispherical flange 36, thanks to an internal protrusion 42 which clicks into an annular groove 41 of the boss; Application to articulated mechanical transmission joints, in particular for the driving wheels of a front-wheel drive vehicle.
Description
La présente invention a pour objet un couvre-joint ou gai-The subject of the present invention is a cover-cover or a cover
ne de protection pour joint mécanique de transmission de véhi- protective seal for mechanical transmission of vehicles
cule automobile, ce joint ayant une étanchéité sensiblement améliorée autour de l'arbre d'entrée. This seal has a substantially improved seal around the input shaft.
L'invention a trait plus particulièrement aux couvre- The invention relates more particularly to the covers
joints pour joints mécaniques de transmission de couple, sur- mechanical joint seals for torque transmission, over-
tout dans le cas de joints soumis à des mouvement d'articula- everything in the case of joints subject to joint movement
tion pendant leur fonctionnement. Plus spécialement, l'inven- during their operation. More specifically, the invention
tion concerne un couvre-joint dans lequel au moins une partie du couvrejoint est du type semi-rigide. L'invention concerne un couvre-joint pour joints mécaniques du type dit à vitesse constante que l'on utilise dans la transmission qui entraîne les roues avant d'un véhicule automobile à traction avant, The invention relates to a joint cover in which at least part of the cover is of the semi-rigid type. The invention relates to a seal for mechanical joints of the so-called constant speed type which is used in the transmission which drives the front wheels of a front-wheel drive motor vehicle,
o une partie du couvre-joint qui entoure le chemin de rou- o part of the joint cover that surrounds the roadway
lement extérieur du joint mécanique est constituée par des éléments concentriques superposés, chacun de ces éléments The outer surface of the mechanical seal consists of concentric elements superimposed, each of these elements
étant réalisé en matériau semi-rigide. being made of semi-rigid material.
On utilise désormais largement les joints de transmission à vitesse constante dans la construction automobile, en tant Constant speed transmission seals are now widely used in automotive
que moyen pour transmettre me couple entre les arbres trans- that means to transmit my torque between the trans-
versaux d'un véhicule à traction avant et les roues avant motrices du véhicule. On peut prévoir un ou plusieurs de ces joints de transmission pour chacune des roues motrices. Ces joints de transmission doivent être rendus étanches pour conserver le graissage nécessaire à l'intérieur du joint et pour protéger celui-ci contre la pénétration de boues, versaux of a front-wheel drive vehicle and the front-wheel drive of the vehicle. One or more of these transmission joints can be provided for each of the drive wheels. These transmission joints must be sealed to maintain the necessary lubrication inside the seal and to protect it against the ingress of sludge,
de la poussière et d'autres agents extérieurs de contamination. dust and other external contaminants.
Jusqu'à présent, les dispositifs utilisés pour assurer Until now, the devices used to ensure
l'étanchéité et que l'on désigne généralement par l'expres- watertightness and which is generally referred to by the expression
sion de "couvre-joint" ou "gaine de protection" sont réali- "joint covers" or "protective sheath" are made
sés en matière souple, en général un élastomère, avec une forme le plus souvent ondulée ou plissée en accordéon. Cette structure flexible, quelle qu'en soit la conception, permet made of flexible material, generally an elastomer, with a shape most often wavy or pleated accordion. This flexible structure, whatever the design, allows
au couvre-joint de s'adapter à l'articulation ou au mouve- to the joint cover to adapt to the joint or movement
ment angulaire des arbres d'entrée et de sortie (entraînant et entraîné) qui sont normalement alignés entre eux, dans un angle of the input and output shafts (driving and driven) which are normally aligned with each other, in a
joint à vitesse constante.joint at constant speed.
On a fait un ample usage de couvre-joints flexibles pour There has been extensive use of flexible joint covers for
des joints de transmission à vitesse constante pour automobi- constant velocity transmission seals for
-2- les. Cependant, ces couvre-joints sont relativement onéreux et en raison de leur souplesse il faut les mettre en place par des opérations manuelles. Cela interdit le recours à des techniques d'assemblage mécanique, plus économiques et qui sont basées sur la précision dimensionnelle des pièces à met- -2-. However, these joint covers are relatively expensive and because of their flexibility must be put in place by manual operations. This precludes the use of more economical mechanical assembly techniques, which are based on the dimensional accuracy of the parts to be machined.
tre en place. De plus, les couvre-joints flexibles sont réa- be in place. In addition, flexible joint covers are
lisés en matériau élastomère et par conséquent ils sont ex- made of elastomeric material and therefore they are ex-
posés aux risques de déchirement et de perforation, en raison risk of tearing and puncturing, due to
des irlpacts routiers et d'autres types de chocs concentrés. road accidents and other types of concentrated shocks.
En outre, les propriétés physiques des matériaux élastomères sont sujettes à détérioration sous l'action de températures extrêmes, telles qu'on en rencontre dans la durée normale de service d'une automobile. Enfin, le volume interne libre de In addition, the physical properties of the elastomeric materials are subject to deterioration under the action of extreme temperatures, as encountered in the normal service life of an automobile. Finally, the internal free volume of
ces couvre-joints ondulés ou plissés doit être rempli de grais- these corrugated or wrinkled joint covers must be filled with
se afin de lubrifier correctement le joint qu'il renferme, et in order to properly lubricate the seal it contains, and
cela nécessite l'usage de quantités importantes de graisse. this requires the use of large amounts of fat.
Par ailleurs, nombreux sont les matériaux élastomères utilisés dans la fabrication de ces couvre-joints qui subissent des dégradations lorsqu'ils sont mis en contact avec la graisse, Moreover, there are many elastomeric materials used in the manufacture of these joint covers which undergo degradation when they are brought into contact with the grease,
ce qui limite la durée utile des couvre-joints flexibles. which limits the life of flexible joint covers.
On connaît dans l'art antérieur un couvre-joint à élé- In the prior art, there is known a joint cover
ment multiples, pour joint mécanique, réalisé en matériaux multiple seals, for mechanical seals, made of
semi-rigides. Un élément interne de ce couvre-joint a une for- semi-rigid. An inner element of this joint cover has a
me sensiblement sphérique et porte de façon étanche, à son extrémité ouverte, contre la surface sphérique de la partie externe du joint mécanique. L'élément interne présente une ouverture d'entrée, disposée axialement, pour le passage de l'arbre d'entrée. Un élément externe, de forme hémisphérique, est disposé concentriquement autour de l'élément interne et I substantially spherical and sealingly carries, at its open end, against the spherical surface of the outer portion of the mechanical seal. The inner member has an inlet opening, axially disposed, for the passage of the input shaft. An outer member, hemispherical in shape, is concentrically disposed around the inner member and
forme avec ce dernier une cavité de forme sensiblement sphéri- shape with the latter a cavity of substantially spherical shape
que. Un élément intermédiaire porte hermétiquement contre l'ar- than. An intermediate element is hermetically sealed against
bre d'entrée du joint mécanique et présente une bride de for- the mechanical seal inlet and has a flange for
me sphérique qui se loge hermétiquement avec possibilité de déplacement dans une cavité sphérique formée entre les éléments me spherical which is hermetically housed with possibility of displacement in a spherical cavity formed between the elements
interne et externe.internal and external.
Le problème que pose ce type de couvre-joint est la per- The problem with this type of joint cover is the
te d'étanchéité du joint entre l'arbre d'entrée ou entraînant et l'élément intermédiaire. Cette déficience permet d'une part sealing of the seal between the input or driving shaft and the intermediate element. This deficiency allows on the one hand
la pénétration de boues, poussières et eau dans le joint méca- the penetration of sludge, dust and water into the mechanical seal
-3--3-
nique et d'autre part la fuite du lubrifiant, donc une dété- on the other hand, the leakage of the lubricant,
rioration prématurée du joint mécanique. Différentes tentati- premature deterioration of the mechanical seal. Different temptations
ves faites en vue de résoudre ce problème en utilisant des are done to solve this problem by using
joints toriques ou des dispositifs similaires ont été inopé- O-rings or similar devices were inoperable
rantes ou trop onéreuses. La présente invention consists à réaliser un couvre-joint de protection pourvu d'un type nou-, veau de joint d'arbre qui assure de façon fiable l'étanchéité entre l'arbre d'entrée ou entrainant du joint mécanique et rants or too expensive. The present invention consists in producing a protective seal provided with a new type of shaft seal which reliably ensures the seal between the input shaft or causing mechanical seal and
l'élément'intermédiaire du couvre-joint. the intermediate element of the joint cover.
La présente invention a donc pour objet un couvre-joint destiné à rendre étanche un joint mécanique de transmission The subject of the present invention is therefore a gasket for sealing a mechanical transmission seal.
du genre comportant un arbre d'entrée ou entrainant, un ar- of the kind comprising an input or driving shaft, an armature
bre de sortie ou entrainé, et un dispositif d'accouplement re- output or driven, and a coupling device
liant l'arbre d'entrée à l'arbre de sortie de façon que ces binding the input shaft to the output shaft so that these
deux arbres puissent s'articuler par rapport l'un à l'autre. two trees can articulate relative to each other.
Le dispositif d'accouplement comprend une bague de roulement extérieure ayant une surface extérieure sphérique solidaire The coupling device comprises an outer race having an integral spherical outer surface
d'un des arbres d'entrée et de sortie. from one of the input and output trees.
Le couvre-joint comprend un élément interne semi-rigide de forme hémisphérique, ayant une extrémité ouverte qui porte hermétiquement contre la surface sphérique extérieure de la The cover includes a semi-rigid hemispherical inner member having an open end which bears tightly against the outer spherical surface of the
bague de roulement extérieure. L'élément interne présente éga- outer bearing ring. The internal element also has
lement une première ouverture de dégagement à l'extrémité op- first opening at the opposite end
posée à l'extrémité ouverte précitée, cette première ouverture posed at the aforementioned open end, this first opening
entourant l'autre arbre de l'accouplement. Le couvre-joint com- surrounding the other shaft of the coupling. The joint cover
porte en outre un élément externe semi-rigide de forme hémi- additionally carries a semi-rigid external element of semi-
sphérique, concentrique à l'élément interne et relié à ce der- spherical, concentric with the internal element and connected to this
nier. L'élément externe présente une seconde ouverture de dé- deny. The outer element has a second opening of
gagement, concentrique à la première ouverture de dégagement de l'élément interne. L'un au moins de ces éléments interne et externe présente une partie plus mince qui forme une cavité gagement, concentric to the first clear opening of the inner member. At least one of these inner and outer members has a thinner portion that forms a cavity
sphérique entre ces éléments. Cette cavité sphérique est ou- spherical between these elements. This spherical cavity is
verte à son extrémité adjacente auxdites première et seconde ouvertures de dégagement. Un élément intermédiaire, également semi-rigide, pourvu d'une bride de forme sphérique, est logé green at its end adjacent to said first and second clearance openings. An intermediate element, also semi-rigid, provided with a spherical-shaped flange, is housed
hermétiquement et à coulissement dans la cavité sphérique pré- hermetically and slidably in the spherical cavity
citée et enfin un bossage cylindrique entoure hermétiquement l'autre arbre d'entrée ou de sortie. Le rayon de cette bride cited and finally a cylindrical boss hermetically surrounds the other input or output shaft. The radius of this flange
sphérique, à son extrémité ouverte, est choisi de façon à per- spherical, at its open end, is chosen so as to allow
-4--4-
mettre un certain mouvement d'articulation de l'élément in- put some articulation movement of the element in-
termédiaire dans ladite cavité sphérique. Le bossage cylindri- intermediate in said spherical cavity. The cylindrical boss
que de l'élément intermédiaire présente une gorge annulaire dans sa surface extérieure. Le couvre-joint comprend également un joint d'arbre pourvu d'une nervure annulaire qui fait sail- lie vers l'intérieur et se loge dans la cavité annulaire du bossage cylindrique afin de verrouiller le joint d'arbre par rapport à l'élément intermédiaire. Le joint d'arbre comporte également au moins une nervure orientée vers l'intérieur qui s'engage hermétiquement dans la surface externe de l'autre that the intermediate element has an annular groove in its outer surface. The joint cover also includes a shaft seal provided with an annular rib which projects inwardly and fits into the annular cavity of the cylindrical boss to lock the shaft seal relative to the element. intermediate. The shaft seal also has at least one inwardly oriented rib that seals tightly into the outer surface of the other
arbre d'entrée ou de sortie.input or output shaft.
L'un des buts de la présente invention consiste à pré- One of the aims of the present invention is to pre-
voir un couvre-joint pour rendre hermétique un joint mécani- see a joint cover to seal a mechanical joint
que de transmission de couple, l'étanchéité de ce couvre-joint than torque transmission, the tightness of this joint cover
étant sensiblement améliorée autour de l'arbre d'entrée. being substantially improved around the input shaft.
Plus particulièrement, l'un des buts de la présente in- In particular, one of the purposes of this
vention consiste à prévoir un couvre-joint perfectionné pour rendre hermétique une transmission de couple dans un joint This is to provide an improved joint cover for sealing a torque transmission in a joint.
mécanique dont les organes d'entrée et de sortie, ou entrai- including the input and output devices, or
nant et entraîné, subissent des mouvements d'articulation par nant and trained, undergo articulation movements
rapport l'un à l'autre.report to each other.
Un autre but de la présente invention consiste à prévoir Another object of the present invention is to provide
un couvre-joint destiné à rendre étanche un joint de transmis- a gasket for sealing a gasket
sion à vitesse constante, ce couvre-joint étant muni d'un joint d'arbre d'un type nouveau et perfectionné, capable de rendre étanche au moins un élément du couvre-joint par rapport at a constant speed, this cover being provided with a shaft seal of a new and improved type, capable of sealing at least one element of the cover-joint relative to
à l'arbre d'entrée.to the input shaft.
D'autre part, la présente invention a pour but de pré- On the other hand, the present invention aims to pre-
voir un couvre-joint offrant une étanchéité améliorée lors- see a joint cover providing improved sealing when
qu'il est appliqué à un joint de transmission du type à vi- that it is applied to a transmission seal of the type
tesse constante, utilisé pour actionner les roues avant d'une constant speed, used to operate the front wheels of a
automobile à traction avant.front-wheel drive automobile.
Enfin, la présente invention a pour but de prévoir un couvre-joint destiné à rendre étanche un joint de transmission à vitesse constante d'un véhicule automobile à traction avant, dans lequel le couvre-joint est composé de plusieurs éléments de forme sensiblement sphérique, chaque élément étant réalisé Finally, it is an object of the present invention to provide a gasket for sealing a constant velocity transmission joint of a front wheel drive vehicle, wherein the joint cover is composed of a plurality of substantially spherical members, each element being realized
en matériau semi-rigide. Les éléments du couvre-joint sont dis- made of semi-rigid material. The elements of the joint cover are dis-
posés concentriquement entre eux, l'élément interne s'appli- placed centrally between them, the internal element applies
-5- quant hermétiquement sur la surface sphérique externe d'un élément du joint mécanique de façon à permettre l'articulation entre le couvre-joint et cette partie du joint mécanique qui -5- hermetically on the outer spherical surface of an element of the mechanical seal so as to allow the joint between the joint cover and that part of the mechanical joint which
présente une surface externe sphérique. has a spherical outer surface.
D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront Other objects and advantages of the invention will emerge
au cours de la lecture de la description qui suit et se rap- during the reading of the description which follows and relates
porte au dessin annexé, sur lequel: La FIGURE 1 est une vue en élévation latérale et coupe FIG. 1 is a side elevational and sectional view of the accompanying drawing, in which:
partielle d'un joint mécanique de transmission à vitesse cons- of a mechanical transmission joint at a constant speed
tante, muni du couvre-joint étanche et perfectionné suivant un premier mode de réalisation de la présente invention; La FIGURE 2 est une vue partielle montrant en section aunt, provided with the waterproof seal and perfected according to a first embodiment of the present invention; FIGURE 2 is a partial view showing in section
transversale et à une échelle agrandie des détails du couvre- cross-section and on an enlarged scale the details of the cover
joint d'arbre suivant l'invention, et La FIGURE 3 est une vue partielle, semblable à la Figure shaft seal according to the invention, and FIGURE 3 is a partial view, similar to FIG.
1, montrant une variante de réalisation du couvre-joint sui- 1, showing an alternative embodiment of the seal cover
vant une variante de réalisation de l'invention. an alternative embodiment of the invention.
La Figure 1 montre un joint mécanique à vitesse constan- Figure 1 shows a constant velocity mechanical seal
te, du type fixe ou sans coulissement axial, désigné dans son ensemble par le chiffre de référence 11. Le joint mécanique 11 à vitesse constante reçoit à son extrémité d'entrée 12 le te, the fixed type or without axial sliding, generally designated by the reference numeral 11. The mechanical seal 11 at constant speed receives at its input end 12 the
couple à transmettre appliqué à l'arbre 13; ce joint mécani- torque to be transmitted applied to the shaft 13; this mechanical joint
que transmet ainsi le couple à un organe entraîné (non repré- transmission of the torque to a trained organ (not
senté) par l'intermédiaire d'un arbre de sortie 14 qui prend naissance à l'extrémité de sortie 15 du joint de transmission sent) via an output shaft 14 which originates at the output end 15 of the transmission joint
11 à vitesse constante. Ainsi qu'il est connu par l'art anté- 11 at constant speed. As is known from the prior art
rieur, le couple est transmis entre l'arbre d'entrée 13 et l'arbre de sortie 14 grâce à une série circonférentielle de billes 16, par exemple au nombre de six, logées dans une cage 17. Ces billes 16 roulent sur une surface sphérique 18 d'une bague intérieure de roulement 19 rendue solidaire de l'arbre the torque is transmitted between the input shaft 13 and the output shaft 14 through a circumferential series of balls 16, for example six in number, housed in a cage 17. These balls 16 roll on a surface spherical 18 of an inner bearing ring 19 secured to the shaft
13 par clavette, cannelures ou autre moyen connu, et les bil- 13 by key, grooves or other known means, and the
les 16 roulent simultanément sur la surface interne 21 de gor- the 16 roll simultaneously on the inner surface 21 of gor
ges incurvées 20 formées sur une bague extérieur de roulement 22. Cette bague extérieure 22 constitue un prolongement de Curved spokes 20 formed on an outer race 22. This outer race 22 is an extension of
l'arbre de sortie 14. Cet arbre de sortie et la bague exté- the output shaft 14. This output shaft and the outer ring
rieure de roulement 22 sont rendus solidaires entre eux par 22 are made integral with each other by
forgeage ou autre procédé approprié et connu. forging or other suitable and known method.
En service, l'arbre d'entrée 13 et l'arbre de sortie 14 - 6 - In use, the input shaft 13 and the output shaft 14 - 6 -
sont amenés à effectuer des mouvements d'articulation à par- are made to perform articulation movements at
tir de l'orientation axiale normale représentée Figure 1. Dans le cas du joint de transmission du couple aux roues avant d'une automobile à traction avant, cette articulation peut atteindre jusqu'à 45 dans chaque sens, par suite de vibrations normales produites sur route, par les bosses et creux de la Figure 1. In the case of the torque transmission joint to the front wheels of a front-wheel drive automobile, this articulation may reach up to 45 in each direction, as a result of normal vibrations produced on the front wheel drive. road, by the bumps and valleys of the
route, et aussi lorsqu'on prend des virages à grande vitesse. road, and also when taking turns at high speed.
Le joint mécanique 11 à vitesse constante est tout-à-fait ca- The constant velocity mechanical seal 11 is entirely suitable for
pable de compenser ce degré considérable d'articulation du fait que les billes 16 roulent au contact respectivement de la surface sphérique 18 de la bague intérieure de roulement 19 it is possible to compensate for this considerable degree of articulation because the balls 16 roll in contact respectively with the spherical surface 18 of the inner race 19
et de la surface incurvée 21 de la bague extérieure de roule- and the curved surface 21 of the outer roll ring
ment 22.22.
Le joint mécanique de transmission 11 à vitesse cons- The transmission mechanical seal 11 at constant speed
tante, ainsi qu'il a été indiqué plus haut, est constitué de pièces usinées avec précision et qui se déplacent par rapport les unes aux autres; par conséquent, ces pièces doivent être lubrifiées et exemptes de boue, poussières, eau et autres aunt, as stated above, consists of precisely machined parts moving relative to one another; therefore, these parts must be lubricated and free of mud, dust, water and other
agents contaminants qu'ils peuvent rencontrer dans un environ- contaminants they may encounter in an environ-
nement routier. A cet effet, le joint de transmission 11 est pourvu d'un couvre-joint ou gaine d'étanchéité,. désigné dans son ensemble par le chiffre de référence 23, afin de rendre on the road. For this purpose, the transmission seal 11 is provided with a gasket or sealing sheath ,. referred to as a whole by reference number 23, in order to make
hermétique l'espace intérieur du joint mécanique 11. Ce cou- hermetic space inside the mechanical seal 11. This cou-
vre-joint 23 doit être capable de supporter le degré d'arti- attached 23 must be able to withstand the degree of
culation auquel est soumis le joint de transmission 11 à vi- tion to which the transmission joint 11 to
tesse constante, sans compromettre ses propriétés d'étanché- constant weight, without compromising its sealing properties
ité pendant ces mouvements d'articulation. Dans des applica- during these articulation movements. In applications
tions à l'automobile, l'étanchéité que procure le couvre-joint to the automobile, the sealing provided by the joint
23 doit être absolument fiable et cela sans discontinuité pen- 23 must be absolutely reliable and without
dant de nombreuses années.many years.
Comme on l'a indiqué plus haut, le joint mécanique 11 à vitesse constante doit être en mesure de supporter un degré important d'inclinaison entre l'arbre d'entrée 13 et l'arbre de sortie 14. Dans le cas d'un joint pour les roues avant d'une automobile à traction avant, cette articulation peut atteindre environ 20 dans chaque sens dans des conditions As indicated above, the constant velocity mechanical seal 11 must be able to withstand a significant degree of inclination between the input shaft 13 and the output shaft 14. In the case of a seal for the front wheels of a front-wheel drive automobile, this joint can reach approximately 20 in each direction
normales de conduite, avec occasionnellement des maxima d'en- driving behavior, with occasional driving maxima
viron 45 dans les conditions extrêmes que représentent par exemple des virages négociés à grande vitesse. L'articulation - 7 - in the extreme conditions of high-speed negotiated turns, for example. The joint - 7 -
indispensable du couvre-joint 23 peut être obtenue en réali- of the joint cover 23 can be obtained by realizing
sant la bague extérieure de roulement du joint mécanique avec the outer bearing ring of the mechanical seal with
une surface sphérique extérieure 24 et en réalisant le couvre- an outer spherical surface 24 and making the cover
joint d'étanchéité 23 sous forme de plusieurs éléments super- sealing gasket 23 in the form of several superimposed elements
posés. Dans le cas d'une bague extérieure de roulement for- gée, la surface extérieure sphérique 24 sera de préférence non-usinée ou brute de forge, afin d'en réduire le coût. Le premier élément du couvre-joint est un élément interne 25 posed. In the case of a forged outer race, the spherical outer surface 24 is preferably non-machined or rough forging, in order to reduce the cost thereof. The first element of the joint cover is an internal element
qui comporte également des nervures 26 faisant saillie radia- which also has ribs 26 projecting radially
lement vers l'intérieur et qui portent hermétiquement contre la surface sphérique extérieure 24 de la bague de roulement extérieure 22. Le diamètre interne des nervures 26 orientées inwardly and sealingly against the outer spherical surface 24 of the outer race 22. The inner diameter of the oriented ribs 26
vers l'intérieur est inférieur au diamètre de la surface sphé- inward is less than the diameter of the spherical surface
rique 24 de la bague extérieure 22, de façon que l'élément 24 of the outer ring 22, so that the element
interne 25 soit maintenu contre la bague intérieure de roule- the inner ring 25 is held against the inner race ring.
ment par un effet de déclic élastique par dépassement de cen- by an elastic snap action by exceeding the cen-
tre, analogue à l'effet de genouillère. Il est également pré- be, analogous to the knee effect. He is also
vu que le couvre-joint hermétique suivant la présente inven- since the hermetic seal cover according to this invention
tion puisse être appliqué à des joints universels existants can be applied to existing universal joints
qui utilisent une bague de roulement extérieure de forme cy- using an outer race of cy-
lindrique ou autre forme non-cylindrique. Dans ce cas, il convient de fixer une monture en matière plastique ou autre matériau sur la bague extérieure, cette monture présentant lindrical or other non-cylindrical shape. In this case, it is advisable to fix a frame of plastic or other material on the outer ring, this frame presenting
nécessairement une surface extérieure sphérique afin d'assu- necessarily a spherical outer surface to ensure
rer le contact surface contre surface avec les nervures 26 touch the surface-to-surface contact with the ribs 26
orientées vers l'intérieur de l'élément interne. Le couvre- oriented towards the inside of the inner element. The cover
joint hermétique 23 comprend également un élément externe 27 disposé concentriquement par rapport à l'élément interne 25 hermetic seal 23 also includes an outer member 27 disposed concentrically with respect to the inner member 25
et prenant partiellement contact avec cet élément interne. and taking partial contact with this inner element.
L'élément interne présente un bourrelet circonférentiel 28 situé au milieu de son extrémité ouverte, une ouverture 30 que traverse l'arbre d'entrée 13, et une partie 31 d'épaisseur The inner member has a circumferential bead 28 located in the middle of its open end, an opening 30 through which the input shaft 13 passes, and a portion 31 of thickness
partiellement réduite formée entre le bourrelet 28 et l'ou- partially reduced formed between the bead 28 and the
verture 30. L'élément externe 27 comprend également une ou- 30. The external element 27 also includes a
verture 52, concentrique à l'ouverture 30 de l'élément inter- 52, concentric with the opening 30 of the inter-
ne et que traverse également l'arbre d'entrée 13. ne and that also crosses the input shaft 13.
La partie avant 32 de l'élément externe 27 a une épais- The front portion 32 of the outer member 27 has a thick
seur croissante et s'engage dans la cavité formée dans l'élé- growing and engages in the cavity formed in the
ment interne 25, entre une bride radiale 33 formée à son ex- 25, between a radial flange 33 formed in its
- 8 - trémité ouverte 29 et le bourrelet circonférentiel 28, dans - 8 - open end 29 and the circumferential bead 28, in
le but de verrouiller l'élément externe 27 par rapport à l'é- the purpose of locking the outer member 27 with respect to the
lément interne 25. Cet élément interne-25 et l'élément exter- 25. This internal element-25 and the external element
ne 27 sont suffisamment flexibles pour leur permettre de se verrouiller l'un l'autre par déclic lorsqu'on les rapproche 27 are flexible enough to allow them to lock each other by clicking when brought closer together
avec les forces suffisantes dans le sens axial. with sufficient forces in the axial direction.
La surface externe de la partie à épaisseur partielle- The outer surface of the partial thickness part-
ment réduite de l'élément interne 25 et la surface interne de of the inner element 25 and the inner surface of
l'élément externe 27 définissent ensemble une cavité sphéri- the outer member 27 together define a spherical cavity
que 34 qui s'étend entre l'ouverture 30 de l'arbre d'entrée et le bourrelet circonférentiel 28. Un élément intermédiaire présente également un bossage cylindrique 37 qui entoure 34 which extends between the opening 30 of the input shaft and the circumferential bead 28. An intermediate element also has a cylindrical boss 37 which surrounds
l'arbre d'entrée 13 de manière à établir un contact herméti- the input shaft 13 so as to establish a closed contact
que avec cet arbre. Pour obtenir l'étanchéité requise entre l'élément interne 25 et l'élément intermédiaire 35, on peut only with this tree. To obtain the required seal between the inner member 25 and the intermediate member 35, it is possible to
prévoir un bourrelet intérieur 38 autour de l'extrémité ou- provide an inner bead 38 around the end or-
verte de la bride 36 à forme sensiblement sphérique, comme le green of the flange 36 with a substantially spherical shape, such as the
montre plus clairement la Figure 3. De même, l'élément inter- shows more clearly Figure 3. Likewise, the inter-
ne 25 peut présenter une lèvre annulaire 39 qui entoure l'ou- can not have an annular lip 39 which surrounds the
verture 30 et porte hermétiquement contre la surface interne 30 and tightly against the inner surface
de l'élément intermédiaire 35.of the intermediate element 35.
L'étanchéité entre l'arbre d'entrée 13 et le bossage cylindrique 37 de l'élément intermédiaire 35 est réalisée par un joint d'arbre 40. Si l'on se réfère à la Figure 2, on voit que le bossage cylindrique 37 débouche dans une cavité annulaire de verrouillage 42 formée sur la partie du joint d'arbre 40 qui fait face au joint mécanique. La face extrême de cette partie cylindrique de verrouillage 42 présente une The seal between the input shaft 13 and the cylindrical boss 37 of the intermediate element 35 is formed by a shaft seal 40. Referring to FIG. 2, it can be seen that the cylindrical boss 37 opens into an annular locking cavity 42 formed on the portion of the shaft seal 40 which faces the mechanical seal. The end face of this cylindrical locking portion 42 has a
arête biseautée 43 destinée à coopérer avec une arête biseau- beveled edge 43 intended to cooperate with a bevel edge
tée correspondante 44 formée sur le bossage cylindrique 37 afin de verrouiller la partie cylindrique 42 dans la cavité annulaire de verrouillage 41 lorsqu'on exerce une poussée axiale suffisante sur le joint d'arbre 40. En effet, la partie saillante de verrouillage 42 du joint d'arbre 40 et la cavité corresponding tee 44 formed on the cylindrical boss 37 to lock the cylindrical portion 42 in the annular locking cavity 41 when a sufficient axial thrust is exerted on the shaft seal 40. Indeed, the projecting locking portion 42 of the seal of tree 40 and the cavity
annulaire de verrouillage 41 formée dans le bossage cylindri- locking ring 41 formed in the cylindrical boss
que 37 constituent un moyen de fixation par déclic élastique 37 constitute an elastic snap fastening means
qui bloque le joint d'arbre 40 par rapport à l'élément in- which blocks the shaft seal 40 with respect to the element
termédiaire 35 du couvre-joint. L'extrémité du joint d'arbre qui est opposée à ladite partie saillante de verromillage -9 - 42 présente deux nervures d'étanchéité 45, orientées vers l'intérieur, qui s'appliquent hermétiquement contre la surface intermediate 35 of the joint cover. The end of the shaft seal which is opposed to said protruding portion of the verrina-42 has two inwardly facing sealing ribs 45 which seal tightly against the surface
extérieure de l'arbre d'entrée 13. outside of the input shaft 13.
La Figure 3 montre une variante de réalisation du joint d'arbre 40. Dans cette construction, le bossage cylindrique 37 de l'élément intermédiaire 35 du couvre-joint présente une Figure 3 shows an alternative embodiment of the shaft seal 40. In this construction, the cylindrical boss 37 of the intermediate member 35 of the joint cover has a
gorge annulaire de verrouillage 41, comme dans le cas que mon- annular locking groove 41, as in the case that
tre la Figure. Dans la solution alternative que montre la Figure 3, le joint d'arbre désigné en 46 présente une saillie be the Figure. In the alternative solution shown in FIG. 3, the shaft seal designated at 46 has a protrusion
interne annulaire 47 ainsi que deux nervures intérieures d'é- inner ring 47 as well as two inner ribs of
tanchéité 48 qui portent sur l'arbre 13 et correspondent à la 48 which bear on the shaft 13 and correspond to the
partie saillante de verrouillage 42 du premier mode de réali- latching projecting portion 42 of the first embodiment
sation représenté Figure 2. Ce joint d'arbre 46 comporte en outre une partie sensiblement hémisphérique 49 formant une sorte de bouclier concentrique à la bride 36 de l'élément intermédiaire 35 ainsi qu'à la surface extérieure de l'élément externe 27. Ce bouclier 49 présente une lèvre annulaire 50 FIG. 2. This shaft seal 46 further comprises a substantially hemispherical portion 49 forming a kind of shield concentric with the flange 36 of the intermediate member 35 as well as the outer surface of the outer member 27. shield 49 has an annular lip 50
qui porte hermétiquement contre la surface extérieure de l'élé- which bears tightly against the outer surface of the
ment externe 27. Afin d'améliorer davantage l'effet d'étanchéi- 27. In order to further improve the sealing effect
té, un bourrelet annulaire, tel que celui représenté en 51, peut être prévu autour de l'ouverture 52 côté arbre d'entrée de l'élément externe 27. Ce bourrelet 51 porte hermétiquement In that embodiment, an annular bead, such as that shown at 51, may be provided around the opening 52 on the input shaft side of the outer member 27. This bead 51 is hermetically sealed.
contre la surface interne du bouclier 49. against the inner surface of the shield 49.
L'articulation du joint mécanique 11 à vitesse constante est partiellement absorbée par l'articulation de la bride 36 The articulation of the mechanical seal 11 at constant speed is partially absorbed by the articulation of the flange 36
de l'élément intermédiaire 35 à l'intérieur de la cavité sphé- of the intermediate element 35 inside the spherical cavity
rique 34. Le degré d'articulation de la bride 36 dans la cavi- 34. The degree of articulation of the flange 36 in the cavity
té sphérique 34 sera de préférence suffisant pour absorber spherical tee 34 will preferably be sufficient to absorb
les chocs dûs à la surface routière et les vibrations pro- shocks due to the road surface and vibrations
duits dans les courbes et virages que le véhicule doit norma- curves and turns which the vehicle must normally
lement rencontrer pendant son fonctionnement. La profondeur de la cavité sphérique 34 et le diamètre de la bride 36 sont meet during its operation. The depth of the spherical cavity 34 and the diameter of the flange 36 are
choisis de manière que la bride 36 puisse effectuer un dépla- chosen so that the flange 36 can move
cement angulaire prédéterminé. Pour un joint de transmission predetermined angular degree. For a transmission joint
de véhicule à traction avant, cet angle prédéterminé est d'en- front-wheel drive vehicle, this predetermined angle is
viron 20 dans chaque sens. Les dimensions de la bride 36 et Viron 20 in each direction. The dimensions of the flange 36 and
la profondeur de la cavité sphérique 34 sont également choi- the depth of the spherical cavity 34 are also chosen
sis de façon que l'extrémité ouverte de la bride 36 porte con- so that the open end of the flange 36 carries
tre le fond de la cavité sphérique 34, 27 lorsque le degré be the bottom of the spherical cavity 34, 27 when the degree
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d'articulation dépasse cet angle prédéterminé. En outre, l'ar- articulation exceeds this predetermined angle. In addition, the
ticulation est alors obtenue grâce au mouvement de rotation de l'élément interne 25 et de l'élément externe 27 autour de la surface sphérique extérieure 24 de la bague de roulement extérieure 22. Cette articulation peut absorber en plus jus- qu'à un maximum de 30 d'articulation dans chaque sens, ce qui représente au moins cinq degrés de plus que ce qui est normalement exigé d'un joint mécanique de transmission pour des roues motrices antérieures. Ce supplément d'articulation autorisée n'intervient cependant que dans des circonstances exceptionnelles,par exemple lorsqu'on négocie des virages The articulation is then obtained by virtue of the rotational movement of the inner element 25 and the outer element 27 around the outer spherical surface 24 of the outer race 22. This articulation can absorb moreover up to a maximum 30 degrees of articulation in each direction, which is at least five degrees higher than what is normally required of a mechanical transmission joint for earlier drive wheels. However, this authorized articulation supplement only intervenes in exceptional circumstances, for example when negotiating turns.
serrés et/ou lorsqu'on roule sur une surface très accidentée. tight and / or when driving on a very rough surface.
L'élément interne 25, l'élément externe 27, l'élément intermédiaire 35 et le joint d'arbre 40 seront réalisés de préférence en matériaux résistants, à l'épreuve des crevaisons The inner member 25, the outer member 27, the intermediate member 35 and the shaft seal 40 will preferably be made of resistant, puncture-proof materials.
et non-élastomères, ou en matériaux élastomères semi-rigides. and non-elastomers, or of semi-rigid elastomeric materials.
On a constaté qu'une matière à base de polyuréthane est tout- It has been found that a polyurethane-based material is
à-fait appropriée pour la fabrication de chacun de ces élé- appropriate for the manufacture of each of these elements.
ments. De préférence, l'élément externe 27 sera réalisé en un matériau un peu plus dur que les matériaux utilisés pour fabriquer l'élément interne 25, afin d'obtenir une résistance ments. Preferably, the outer member 27 will be made of a material a little harder than the materials used to manufacture the inner member 25, to obtain a resistance
maximale à la crevaison et d'améliorer l'étanchéité de l'élé- the puncture and to improve the watertightness of the
ment interne 25. Lorsqu'il est fabriqué avec ces matériaux, 25. When manufactured with these materials,
le couvre-joint 23 offre une résistance sensiblement supé- the joint cover 23 offers a substantially higher resistance
rieure aux crevaisons et aux déchirements, en comparaison des couvrejoints ou gaines flexibles de l'art antérieur pour la protection de joints mécaniques de transmission, tout en punctures and tears, compared to the prior art flexible covers or sheaths for protecting mechanical transmission seals, while
ayant des dimensions qui ne dépassent pas les tolérances re- having dimensions which do not exceed the tolerances
quises, ce qui rend le couvre-joint suivant la présente inven- which makes the joint cover according to the present invention.
tion apte à se prêter aux manipulations mécaniques automati- able to lend itself to automatic mechanical manipulation
sées ou robotisées, et permet de réduire le coût de la main- robotics, and reduces the cost of
d'oeuvre. Par ailleurs, le couvre-joint 23 sera plus résis- lumber. Furthermore, the joint cover 23 will be more resistant
tant dans des conditions extrêmes de température que l'.on ren- under extreme temperature conditions as well as the
* contre normalement pendant la durée utile d'un joint mécanique de transmission pour roues avant d'un véhicule à traction* normally against the service life of a transmission mechanical seal for front wheels of a traction vehicle
avant, tout en offrant une meilleure résistance à la détério- before, while offering better resistance to the deterioration
ration due au con tact avec la graisse que contient le joint ration due to contact with the grease contained in the seal
mécanique 11 à vitesse constante. Suivant une autre caracté- mechanical 11 at constant speed. According to another characteristic
ristique du couvre-joint 23, le mouvement de coulissement de of the joint cover 23, the sliding movement of
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la bride 36 dans la cavité sphérique 34 produira un effet auto-lubrifiant du fait qu'une partie de la surface interne de la bride 36 de l'élément intermédiaire 35 est en contact avec la graisse que contient le joint mécanique à vitesse constante. Cet effet d'auto-lubrification est accru par les the flange 36 in the spherical cavity 34 will produce a self-lubricating effect because a portion of the inner surface of the flange 36 of the intermediate member 35 is in contact with the grease contained in the constant velocity mechanical seal. This self-lubricating effect is increased by the
forces centrifuges qui agissent sur la graisse pendant la ro- centrifugal forces acting on the fat during the
tation du joint mécanique à vitesse constante et qui tend à maintenir la graisse en contact avec les surfaces internes de la bride 36 pendant les mouvements d'articulation. Une autre tion of the mechanical seal at a constant speed and which tends to keep the grease in contact with the internal surfaces of the flange 36 during the hinge movements. Another
caractéristique du couvre-joint 23 est que d'une part le dia- characteristic of the joint cover 23 is that on the one hand the dia-
mètre de l'ouverture formée par le bourrelet 28 à l'extrémité ouverte de l'élément interne 25 est inférieur au diamètre de la surface sphérique extérieure 24 de la bague de roulement extérieure 22, et d'autre part l'élément interne 25, en raison de sa nature non-élastomère, est maintenu en place sur meter of the opening formed by the bead 28 at the open end of the inner member 25 is smaller than the diameter of the outer spherical surface 24 of the outer race 22, and on the other hand the inner member 25, because of its non-elastomeric nature, is kept in place on
la surface sphérique externe 24 de la bague de roulement ex- the outer spherical surface 24 of the outer race
térieure par l'effet de déclic élastique, sans qu'il soit né- by the elastic click, without being
cessaire d'utiliser un collier ou autre moyen pour contribuer to use a collar or other means to contribute
à ce maintien. Cela réduit de plus le prix de revient des piè- to this maintenance. This further reduces the cost price of
ces nécessaires pour la fabrication du joint mécanique à vi- these necessary for the manufacture of the mechanical seal with
tesse constante et le coût que représente l'assemblage de ces constant cost and the cost of assembling these
pièces. De même, l'élément intermédiaire 35 est maintenu her- rooms. Similarly, the intermediate element 35 is maintained
métiquement entre l'élément interne 25 et l'élément externe 27 par le joint d'arbre 40, sans avoir à utiliser un organe de serrage ou une gorge pour contribuer à cette retenue, ce qui représente une diminution supplémentaire de matière et du metrically between the inner member 25 and the outer member 27 by the shaft seal 40, without having to use a clamping member or a groove to contribute to this restraint, which represents a further reduction of material and the
coût d'assemblage.assembly cost.
Différents modes de réalisation du couvre-joint suivant la présente invention ont été décrits en se référant à leur Various embodiments of the joint cover according to the present invention have been described with reference to their
application à un joint de transmission du type à vitesse cons- application to a transmission joint of the constant speed type
tante, attendu qu'il est évident que l'invention présente une utilité toute particulière dans ce domaine. Toutefois, ce type de couvre-joint ou de joint pourrrait aussi être appliqué à d'autres types de joints de transmission, par exemple ceux du type à triangle ou à contact par billes, ou même sur des aunt, since it is obvious that the invention has a very particular utility in this field. However, this type of seal or seal could also be applied to other types of transmission joints, for example those of the triangle type or ball contact, or even on
joints de transmission qui ne sont pas du type à vitesse cons- transmission seals which are not of the constant speed type
tante, tels que les joints universels, de Hookes ou à Cardan. aunt, such as universal joints, from Hookes or Cardan.
Bien que l'on ait décrit un mode préféré et une variante Although a preferred mode and a variant have been described
de réalisation de l'invention, il est évident pour tout spé- embodiment of the invention, it is obvious for any
- 12 -- 12 -
cialiste dans l'art que des modifications pourront être ap- in the art that modifications could be
portées à l'invention telle qu'elle a été décrite sans s'é- brought to the invention as it has been described without
carter cependant des principes de base de l'invention. however, basic principles of the invention.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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ST | Notification of lapse |