FR3007485A1

FR3007485A1 - Procede de montage d'un joint dynamique, notamment un joint de sortie de boite de vitesses de vehicule automobile, et dispositif pour sa mise en œuvre

Info

Publication number: FR3007485A1
Application number: FR1355891A
Authority: FR
Inventors: Geoffrey Jamart
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2013-06-21
Filing date: 2013-06-21
Publication date: 2014-12-26
Anticipated expiration: 2033-06-21
Also published as: FR3007485B1

Abstract

Le procédé de montage d'un joint annulaire (1) entre une première pièce (13), et une seconde pièce (14) mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre, le joint comprenant une lèvre d'étanchéité (3) flexible de façon élastique selon une direction radiale pour venir en appui sur l'une de ladite première pièce et ladite seconde pièce (14), dite pièce d'appui, comporte les étapes suivantes : - Comprimer la lèvre d'étanchéité (3) de façon radiale, - Maintenir la lèvre d'étanchéité dans un état comprimé, - engager la première pièce (13) et la seconde pièce (14) l'une par rapport à l'autre alors que le joint (1) est porté par l'une des pièces (13), et - relâcher la lèvre d'étanchéité alors qu'elle se trouve en regard d'une partie lisse de la pièce d'appui (14).

Description

PROCÉDÉ DE MONTAGE D'UN JOINT DYNAMIQUE, NOTAMMENT UN JOINT DE SORTIE DE BOITE DE VITESSES DE VÉHICULE AUTOMOBILE, ET DISPOSITIF POUR SA MISE EN OEUVRE La présente invention concerne un procédé de montage d'un joint annulaire entre une première pièce et une seconde pièce mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre, notamment un joint de sortie de boîte de vitesses de véhicule automobile, et un dispositif pour sa mise en oeuvre. De façon générale, l'invention concerne les joints d'étanchéité dynamique entre une pièce tournante et un bâti fixe ou entre deux pièces tournantes avec un différentiel de vitesse.

Les joints de ce type comportent habituellement une lèvre d'étanchéité flexible de façon élastique selon une direction radiale pour venir en appui sur l'une des pièces de l'assemblage. Lorsque la pièce sur laquelle la lèvre d'étanchéité est destinée à venir en appui comporte une arête vive, tel qu'un filet ou des cannelures il existe un risque de blesser la lèvre d'étanchéité lors de l'introduction d'une pièce dans l'assemblage. La blessure ainsi réalisée affecte l'étanchéité et peut même être à l'origine d'un déchirement de la lèvre lors de son utilisation. ARRIÈRE-PLAN DE L'INVENTION Différents dispositifs existent déjà pour éviter de blesser la lèvre d'étanchéité lors du montage. En particulier il a été proposé d'ajouter au joint une lèvre en polytétrafluoroéthylène qui reprend le choc de l'arbre lors de l'emmanchement et permet de centrer l'arbre un peu avant qu'il arrive au niveau de la lèvre d'étanchéité. Toutefois, lorsque la cannelure est au même diamètre que la zone de portée du joint, la lèvre d'étanchéité est tout de même blessée. En outre la lèvre en polytétrafluoroéthylène frotte sur l'arbre après montage, ce qui augmente les pertes mécaniques par frottement lors du fonctionnement du véhicule automobile. Il a également été proposé de protéger la lèvre d'étanchéité au moment de l'introduction d'un arbre en 5 utilisant une chaussette qui recouvre la lèvre d'étanchéité pendant l'opération de montage et qui est retirée après le montage. Si par mégarde la chaussette est laissée en place, elle constitue un obstacle entre la lèvre d'étanchéité et l'arbre de sorte que la fonction d'étanchéité n'est plus 10 assurée. En outre, lors de son retrait, la chaussette est pincée par la lèvre d'étanchéité de sorte que son extraction peut parfois être délicate. OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention et de proposer un procédé de 15 montage d'un joint dynamique, et un dispositif pour sa mise en oeuvre, permettant d'éviter une blessure de la lèvre d'étanchéité sans entraîner les inconvénients des systèmes de l'art antérieur. BRÈVE DESCRIPTION DE L'INVENTION 20 En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention un procédé de montage d'un joint annulaire entre une première pièce et une seconde pièce, mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre, le joint comprenant une lèvre d'étanchéité flexible de façon élastique selon 25 une direction radiale pour venir en appui sur l'une de ladite première pièce et ladite seconde pièce, dite pièce d'appui, ce procédé comportant les étapes suivantes : - comprimer la lèvre d'étanchéité de façon radiale, - maintenir la lèvre d'étanchéité dans un état 30 comprimé, - engager la première pièce et la seconde pièce l'une par rapport à l'autre alors que le joint est porté par l'une des pièces, et - relâcher la lèvre d'étanchéité alors qu'elle se 35 trouve en regard d'une partie lisse de la pièce d'appui. Ainsi, à aucun moment du montage la lèvre d'étanchéité risque d'être blessée. Selon une version avantageuse de l'invention, la lèvre d'étanchéité est relâchée automatiquement alors qu'elle se trouve en regard d'une partie lisse de la pièce d'appui.

De préférence, le relâchement automatique est provoqué par un contact entre la pièce d'appui et un organe de déverrouillage. L'invention concerne également un dispositif de montage d'un joint annulaire entre une première pièce, et une seconde pièce mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre, le joint comprenant une lèvre d'étanchéité flexible de façon élastique selon une direction radiale pour venir en appui sur l'une de ladite première pièce et ladite seconde pièce, dite pièce d'appui, ce dispositif comportant un organe de compression de la lèvre d'étanchéité, et un organe de maintien agencé pour maintenir la lèvre d'étanchéité dans un état comprimé. Selon une version avantageuse de cet aspect de l'invention, le dispositif comporte un organe de déverrouillage libérant la lèvre d'étanchéité lors d'un contact entre la pièce d'appui et l'organe de déverrouillage. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'organe de maintien comprend des butées basculantes comprenant des crochets coopérant avec un bourrelet du joint pour retenir la lèvre d'étanchéité dans une position comprimée. De préférence, l'organe de déverrouillage comprend des parties des butées basculantes s'étendant en travers 30 d'un trajet de la pièce d'appui lors d'un assemblage de la première pièce avec la seconde pièce. De préférence encore, lorsque l'une des pièces comporte des reliefs blessants sur une partie de sa longueur les parties de butées basculantes formant l'organe 35 de déverrouillage sont décalées axialement par rapport au joint.

Selon un autre aspect de l'invention, les butées basculantes comportent une languette disposée pour recouvrir la lèvre d'étanchéité lorsque celle-ci est comprimée.

Selon encore un autre aspect de l'invention, les butées basculantes sont portées par une douille emmanchée dans le joint BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit de deux modes de réalisation préférés non limitatifs de l'invention en référence aux figures ci-jointes parmi lesquelles: - La figure 1 est une demi-vue de face, schématique 15 d'un premier mode de réalisation d'un dispositif de maintien d'un joint dans une position comprimée, avant sa mise en place sur un joint, - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-Il de la figure 1 du dispositif de maintien d'un joint dans 20 une position comprimée, ainsi que la vue en coupe d'un organe de compression du joint et la vue en coupe du joint lui-même, en vue éclatée avant l'étape de compression du joint, - la figure 3 est une vue en coupe analogue à celle de 25 la figure 2 en début de compression du joint, - la figure 4 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 2 dans une position de compression maximale du joint, - la figure 5 est une vue en coupe analogue à celle de 30 la figure 2, illustrant le maintien du joint dans une position comprimée, - la figure 6 est une vue en coupe axiale schématique d'un joint équipé d'un dispositif de maintien en position comprimée du joint, le joint étant fixé dans un alésage de 35 carter de boîte de vitesses d'un véhicule automobile, au moment de l'engagement d'un arbre dans le joint, - la figure 7 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 6, au moment de la libération du joint, - la figure 8 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 5 d'un dispositif de maintien comportant des 5 languettes de protection de la lèvre d'étanchéité, - la figure 9 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 5 d'un dispositif de maintien avec un décalage axial, - la figure 10 est une vue en coupe analogue à celle 10 de la figure 6 pour un arbre ayant une extrémité cannelée, - la figure 11 est une vue en coupe analogue à celle de la figure 2 pour un second mode de réalisation de l'invention avant compression du joint, - la figure 12 est une vue en coupe analogue à celle 15 de la figure 11 pour une position comprimée du joint, - la figure 13 est une vue analogue à celle de la figure 11 après libération du joint. DESCRIPTION DETAILLÉE DE L'INVENTION En référence aux figures 1 et 2, le dispositif selon 20 l'invention est destiné à maintenir un joint 1 dans une position comprimée. Le joint 1 a de façon connue en soi une structure en U comprenant un talon 2 et une lèvre d'étanchéité 3 qui est rappelée radialement vers l'intérieur par un ressort annulaire 4. Selon le premier 25 mode de réalisation de l'invention, le joint 1 comporte en outre un bourrelet annulaire 5 s'étendant en retrait de la lèvre d'étanchéité 3. Dans ce premier mode de réalisation, le dispositif de maintien comprend une douille cylindrique 6 ayant un 30 diamètre externe légèrement supérieur au diamètre interne de la jupe 2 et comportant un biseau 7 facilitant un emmanchement de la douille 6 dans la jupe 2. Des butées basculantes 8 sont réalisées en une seule pièce avec la douille 6 et s'étendent radialement vers l'intérieur en 35 étant articulées par rapport à la douille 6 par le biais d'amincissements 9 adjacents à la douille 6. Chaque butée basculante 8 comporte un crochet 10 tourné radialement vers l'extérieur et à une distance de l'axe supérieure à la distance du bord du bourrelet 5 pour une position de repos du joint.

Selon une première étape du procédé selon l'invention, la lèvre d'étanchéité 3 est tout d'abord comprimée radialement au moyen d'un organe de compression, ici une pièce ovoïde 11. Comme illustré par la figure 3, l'organe de compression 11 est déposé sur les butées basculantes 8 et le joint 1 est engagé dans l'axe de l'organe de compression 11 jusqu'à ce que la lèvre d'étanchéité 3 touche la surface latérale de l'organe de compression. Le joint 1 est ensuite poussé vers le dispositif de maintien comme illustré par la figure 3, ce qui provoque un écartement du bourrelet 5 comme illustré par la figure 4. Simultanément la douille 6 s'engage dans la jupe 2, ce qui assure un positionnement coaxial du joint 1 et du dispositif de maintien. Lorsque la lèvre d'étanchéité 3 dépasse le point de plus grand diamètre de l'organe de compression 11, le bourrelet 5 revient vers l'intérieur et s'engage dans les crochets 10 des butées basculantes 8, comme illustré par la figure 5. L'organe de compression 11 peut alors être retiré et le joint est prêt à être mis en place dans une ouverture 12 du carter d'une boîte de vitesses 13, comme illustré par les figures 6 et7. Lorsqu'une pièce d'appui, formée ici par un arbre 14, est engagée dans le joint 1, le retrait de la lèvre d'étanchéité 3 résultant de la compression permet d'éviter une blessure de la lèvre d'étanchéité par l'extrémité de l'arbre 14. Les extrémités des butées basculantes s'étendent en travers d'un trajet de la pièce d'appui 14. Lorsque l'extrémité de l'arbre 14 prend appui sur les butées basculantes 8 celles-ci s'escamotent comme illustré par la figure 7 de sorte que les crochets 10 libèrent le bourrelet de retenue 5 et la lèvre 3 vient alors en appui sur l'arbre 14, comme illustré par la figure 7. Dans la variante illustrée par la figure 8, les butées basculantes 15 sont réalisées en une seule pièce avec le 5 joint 1 et comportent des languettes 16 qui s'étendent axialement en regard de la lèvre d'étanchéité 3. La mise en place est analogue à celle du mode de réalisation précédent à ceci près que l'organe de compression 11 prend cette fois appui sur les languettes 16, ce qui assure une protection 10 complémentaire de la lèvre d'étanchéité 3 contre les blessures. La figure 9 illustre une autre variante de réalisation dans laquelle les butées basculantes 17 sont configurées en Z pour écarter axialement la zone d'appui de la lèvre 15 d'étanchéité, d'une distance suffisante pour qu'au moment de l'appui de l'extrémité de l'arbre 20 sur les extrémités 19 des butées basculantes 17 les cannelures 21 de l'arbre aient dépassé la lèvre d'étanchéité 3. Ainsi les cannelures ne risquent pas de provoquer une blessure de la lèvre 20 d'étanchéité 3. Les figures 11 à 13 illustrent un second mode de réalisation dans lequel le joint 22 a une jupe 23 fixée sur un arbre 24 et une lèvres d'étanchéité 25 tournée radialement vers l'extérieur pour être reçue par une pièce 25 d'appui qui est cette fois un alésage 26 du carter 36 d'une boîte de vitesses comprenant un arbre de sortie 27 se terminant par une cavité cannelée 28 dans laquelle s'engage une partie cannelée 29 de l'arbre 24. Dans ce mode de réalisation les fonctions de 30 compression et de maintien en compression de la lèvre d'étanchéité 25 sont assurées par un même organe 30 formé d'une bague dont la paroi latérale cylindrique 31 a une extrémité se terminant par un biseau 32 tourné vers l'intérieur de la bague. Le biseau 32 est adapté pour venir 35 frotter sur le côté de la lèvre d'étanchéité 25 sans blesser celle-ci, et dont l'autre extrémité est fermée par une cloison 33 comportant une ouverture 34 permettant d'engager la bague 30 sur l'arbre 24. La paroi cylindrique 31 a un diamètre externe légèrement inférieur au diamètre de l'alésage 26. Par ailleurs, la bague 30 comporte une butée annulaire 35 en saillie vers l'extérieur de la bague, dont l'utilité sera vue plus loin. La mise en place du joint est effectuée de la façon suivante : la bague 30 est engagée sur l'arbre 24 préalablement équipé d'un joint 22 et est poussée vers le joint 22 comme illustré sur la figure 11. Lorsque le biseau 32 entre en contact avec la lèvre d'étanchéité 25 il provoque une compression du joint jusqu'au moment où la cloison arrière 33 vient en butée contre la face arrière du joint 22 comme illustré par la figure 12. Dans cette position l'arbre 24 est engagé dans l'alésage 26 jusqu'au moment où la butée 35 vient en contact avec la face externe de la paroi 36 du carter 36. Une poursuite du mouvement d'engagement de l'arbre 24 dans la cavité 28 provoque un déplacement du joint 22 dont la lèvre d'étanchéité 25 sort de la bague 30 et se détend dans l'alésage 26. Lorsque la partie cannelée 29 de l'arbre 24 atteint le fond de la cavité 28, le joint 22 est en position dans l'alésage 26 et la bague 30 est dégagée de sorte qu'elle peut être ressortie de l'alésage 26 et être dégagée par l'extrémité libre de l'arbre 24 ou rompue si cette extrémité n'est plus accessible. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention telle 30 que définie par les revendications. En particulier, bien que l'invention ait été décrite en relation avec la mise en place d'un joint dans un alésage de sortie d'une boîte de vitesses de véhicule automobile, l'invention peut être utilisée chaque fois 35 qu'il est nécessaire de mettre en place un joint dynamique entre deux pièces en mouvement l'une par rapport à l'autre.

Bien que dans le mode de réalisation d'un organe de maintien avec des butées basculantes celles-ci aient été illustrées séparées les unes des autres sur toute leur longueur, on peut réaliser les butées basculantes sous 5 forme d'un disque perforé comportant des prédécoupes de sorte que les butées basculantes sont maintenus assemblées pendant la phase préalable de mise en place du joint mais peuvent être aisément séparées les unes des autres pour pouvoir basculer lorsqu'un arbre est appliqué sur la série 10 des butées basculantes. Afin de s'assurer que l'extrémité de l'arbre ne touche pas la lèvre d'étanchéité lors de l'engagement de l'arbre dans le joint, on peut prévoir une bague de centrage de l'arbre lors du montage. 15

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de montage d'un joint annulaire (1 ;22) entre une première pièce (13;24), et une seconde pièce (14;20;26) mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre, le joint comprenant une lèvre d'étanchéité (3;25) flexible de façon élastique selon une direction radiale pour venir en appui sur l'une de ladite première pièce et ladite seconde pièce, dite pièce d'appui, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - Comprimer la lèvre d'étanchéité (3;25) de façon radiale, - maintenir la lèvre d'étanchéité dans un état comprimé, - engager la première pièce et la seconde pièce l'une par rapport à l'autre alors que le joint (1;22) est porté par l'une des pièces, et - relâcher la lèvre d'étanchéité alors qu'elle se trouve en regard d'une partie lisse de la pièce d'appui (14;20;26).
2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la lèvre d'étanchéité (3;25) est relâchée automatiquement alors qu'elle se trouve en regard d'une partie lisse de la pièce d'appui (14;20;26).
3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le relâchement automatique est provoqué par un contact entre la pièce d'appui (14;20;26) et un organe de déverrouillage (8;19;35).
4. Dispositif de montage d'un joint annulaire (1;22) entre une première pièce (13;24), et une seconde pièce (14;20;26) mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre, le joint comprenant une lèvre d'étanchéité (3;25) flexible de façon élastique selon une direction radiale pour venir en appui sur l'une de ladite première pièce et ladite seconde pièce, dite pièce d'appui, caractérisé en ce qu'il comporte un organe de compression (11;30) de la lèvre d'étanchéité, et unorgane de maintien (7;30) agencé pour maintenir la lèvre d'étanchéité dans un état comprimé.
5. Dispositif de montage d'un joint selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'il comporte un organe de déverrouillage (8;19;35) libérant la lèvre d'étanchéité (3;25) lors d'un contact entre la pièce d'appui (14;20;26) et l'organe de déverrouillage (8;19;35).
6. Dispositif de montage d'un joint selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'organe de maintien comprend des butées basculantes (8;17) comprenant des crochets (10) coopérant avec un bourrelet (5) du joint pour retenir la lèvre d'étanchéité dans une position comprimée.
7. Dispositif de montage d'un joint selon la revendication 5 et la revendication 6 caractérisé en ce que l'organe de déverrouillage comprend des parties des butées basculantes (8;19) s'étendant en travers d'un trajet de la pièce d'appui (14;20) lors d'un assemblage de la première et la seconde pièce.
8. Dispositif de montage d'un joint selon la revendication 7 caractérisé en ce que les parties (19) de butées basculantes (17) formant l'organe de déverrouillage sont décalées axialement par rapport au joint.
9. Dispositif de montage d'un joint selon la revendication 7 caractérisé en ce que les butées basculantes (15) comportent une languette (16) disposée pour recouvrir la lèvre d'étanchéité (3) lorsque celle-ci est comprimée.
10. Dispositif de montage d'un joint selon la revendication 6 caractérisé en ce que les butées basculantes (8) sont portées par une douille (6) emmanchée dans le joint.