WO2020039132A1 - Joint dynamique d'interface entre deux pièces mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre, intégrant un opercule sécable - Google Patents

Joint dynamique d'interface entre deux pièces mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre, intégrant un opercule sécable Download PDF

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WO2020039132A1
WO2020039132A1 PCT/FR2019/051719 FR2019051719W WO2020039132A1 WO 2020039132 A1 WO2020039132 A1 WO 2020039132A1 FR 2019051719 W FR2019051719 W FR 2019051719W WO 2020039132 A1 WO2020039132 A1 WO 2020039132A1
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WO
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seal
housing
cover
bearing
shaft
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/051719
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English (en)
Inventor
Daniel Teixeira
Antonio Goncalves Alves
Original Assignee
Psa Automobiles Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • F16J15/3268—Mounting of sealing rings

Definitions

  • the present invention relates to dynamic joints between two moving parts that rotate in relation to each other, incorporating at least one sealing lip. More specifically, an application of such a seal relates to the seal between a motor shaft and a bearing of a gearbox receiving it, gear motor in particular. Thus, the invention relates more specifically to the interface modalities between a drive shaft housed inside a fixed bearing.
  • a drive shaft of a motor machine is rotatably coupled to a drive shaft to be driven which is housed in a housing.
  • the housing comprises at the input of the motor shaft a bearing which receives it and / or which houses a dynamic interface seal between the motor shaft and the bearing.
  • the seal is commonly provided with at least one flexible sealing lip rubbing against the motor shaft, to give the housing a seal against the outside.
  • these include cooperating coupling reliefs capable of providing their junction with one another in rotation, such as for example grooves.
  • the flexible lip that comprises the dynamic seal then bears on a smooth surface of the drive shaft, formed upstream of said relief in the direction of introduction of the drive shaft inside the bearing.
  • a PTFE lip (according to the acronym of PolyTétraFluoroEthylène), known to be more robust than flexible sealing lips, as shown for example in the document FR 3,007,485 A1.
  • the PTFE lip is placed on the dynamic seal upstream of the flexible sealing lip which it comprises, in the direction of fitting of the motor shaft inside the bearing.
  • the PTFE lip is placed on the dynamic seal between its inlet for receiving the motor shaft and the flexible sealing lip.
  • a housing for receiving a motor shaft is stored while waiting for its use.
  • This is for example the case for a geared motor intended to receive a motor shaft of a motor machine.
  • the gearmotor and the motor machine are produced industrially separately from each other. This implies that a reduction motor and / or an electric machine intended to be coupled after their individual manufacture, can be stored for a more or less long period while awaiting their use.
  • particles can be admitted inside the housing through the opening or openings that the housing has for the reception of the motor shaft of the motor machine, including at least one inlet opening. intake of the motor shaft inside the housing.
  • An object of the present invention is a dynamic interface seal between two moving parts which rotate in relation to each other, comprising at least one flexible sealing lip.
  • Another object of the present invention is a sealing device equipping a bearing for receiving a rotating shaft, the bearing being provided with a dynamic seal according to the invention.
  • Another object of the invention is a method of assembly between a receiving shaft and a motor shaft extending axially through at least one bearing provided with a dynamic seal according to the invention.
  • Another object of the present invention is a gearbox comprising a housing providing a bearing provided with a sealing device according to the invention.
  • Another object of the invention is a powertrain of a motor vehicle comprising a driving machine and a gear motor configured in a speed variation box according to the invention, as well as a motor vehicle equipped with such a powertrain .
  • An object of the invention is to provide a dynamic seal capable of protecting a bearing landing of a rotating shaft vis-à-vis an intrusion of particles inside a housing providing said bearing. It is more particularly targeted by the invention to obviate said intrusion of particles inside the housing, both in the storage phase of the housing and in the use phase of the housing.
  • Another object of the invention is to propose a solution at lower costs to protect said housing from said so-called particle intrusion. It is more particularly targeted by the invention to limit the costs of the solution sought, in particular concerning the structural costs and / or the costs of putting the dynamic seal into service under the invention.
  • Another object of the present invention is to provide a solution to protect said housing from said so-called particle intrusion which does not affect, or even improves, the durability of operation of the dynamic seal.
  • the aims of the present invention are achieved individually or in combination by applying the following provisions.
  • a dynamic interface seal between two moving parts rotating in relation to one another comprises at least one flexible lip formed between two axially opposite openings of the seal, including an inlet opening configured in admission passage of one mobile of said parts through the seal.
  • the dynamic seal of the invention is recognizable in that it comprises at least one seal for closing the inlet opening of the seal, which is breakable under the effect of an axial thrust exerted against said seal.
  • the seal of the invention incorporates a cover preventing the passage of particles through the seal from its inlet opening, or conversely to the passage of lubricant towards the outside of the seal as referred to below.
  • the housing is protected from an intrusion of particles upstream of the seal in the axial direction of introduction of the part.
  • the cover is in particular easily integrated into the seal at lower costs and makes it possible to isolate the box from its external environment, both in the storage phase before it is put into service and in the use phase of the box and so of the joint.
  • the moving part exerts an axial thrust force against the cover, which causes it to break by punching when the seal is put into service, the cover then being torn, or preferably cut, by the peripheral stop of the end face of the movable part axially introduced through the joint.
  • the protection of the housing vis-à-vis the external environment is obtained without requiring a specific operation of removal of the cover when the seal is put into service, or in other words during the introduction of said part. mobile through it.
  • the cover also provides assistance to an operator who manually introduces the moving part through the seal.
  • the axial sliding of the moving part towards the flexible lip is slowed down by the resistance of the cover to its rupture.
  • the operator is then forced to pay attention to the pushing force which he exerts against the cover via the moving part in order to adapt the amplitude thereof, with the effect of limiting the risk of deterioration of the flexible lip by the moving part introduced through the joint.
  • said at least one cover comprises a circular weakening line formed by discontinuous imprints.
  • Such a weakening line makes it possible to cause the lid to be cut along a cutting perimeter predefined by the weakening line.
  • the cutting of the cover by the moving part can thus be carried out by the operator under the effect of a moderate thrust force.
  • the diameter of the weakening line can advantageously be defined so as to guide the operator radially during the introduction of the moving part through the joint, to assist it in centering the moving part at least relative to the flexible lip.
  • the diameter of said weakening line is defined according to a nominal centering diameter of the moving part through the joint.
  • the diameter of the weakening line is preferably less than the inside diameter of the flexible lip intended to bear against a smooth surface of the moving part formed upstream, according to the direction of introduction of the moving part through the seal, a section of the moving part comprising at least one interlocking relief with a part to be driven in rotation.
  • the cover is preferably made from a more rigid material than that from which the flexible lip is made, such as for example being made from a PTFE. More particularly according to one embodiment, the cover is formed from a PTFE disc integrated into said seal.
  • an initial conformation of the disc cover is then put in a ring conformation when the seal is put into service.
  • the inner recess of the ring forms an axial guide member for the moving part towards the flexible lip and a member for centering the moving part with respect to the flexible lip. This also provides assistance to the operator during the commissioning of the seal. This also provides a radial stressing of the moving part by the ring coming from the cover when it passes through it, which improves the centering of the moving part with respect to the joint.
  • the invention also relates to a device for sealing a housing with respect to the external environment.
  • the housing provides at least one landing for receiving said movable part which is open to the external environment of the housing.
  • the sealing device is recognizable in that it comprises at least one dynamic seal according to the invention. Said at least one dynamic seal is mounted inside said at least one bearing at at least one of its axial ends open to the external environment of the housing.
  • the cover also forms an obstacle to the outflow to the outside of the housing of any surplus lubricant contained in the housing after its manufacture and / or after quality control of the housing.
  • the invention also relates to a method for mounting a said movable part inside a said housing equipped with a sealing device according to the invention.
  • the method of the invention is recognizable in that it comprises a step of rupture of the cover by said movable part during its axial introduction inside said at least one bearing.
  • the subject of the invention is also a gearbox comprising a housing providing at least one bearing for receiving a motor shaft.
  • the gearbox of the invention is recognizable in that it is equipped with at least one sealing device according to the invention, said drive shaft constituting said movable part.
  • the speed variation box comprising two said bearings formed at its respective axial ends, each of said bearings is equipped with a said sealing device.
  • the subject of the invention is also a set of movement transmission members, comprising a motor machine provided with a said drive shaft for driving in rotation of at least one receiving shaft fitted to a speed variation box in accordance with l 'invention.
  • Said set of movement transmission members is in particular part of a powertrain of a motor vehicle.
  • the invention also relates to a motor vehicle recognizable in that it is equipped with an assembly according to the invention.
  • the engine is potentially a combustion engine.
  • the invention is preferably applied in the context of an electric power drive machine.
  • Such an electric vehicle propulsion energy machine is capable of equipping a vehicle exclusively with electric propulsion energy or a hybrid energy vehicle whose propulsion is selectively supplied by an electric machine or a combustion engine.
  • Figure 1 is an illustration in axial section of a dynamic joint according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Figure 2 is a perspective illustration of a cover that includes the dynamic seal shown in Figure 1.
  • Figure 3 is composed of several diagrams (a), (b) and (c), successively illustrating in axial section a method of mounting a motor shaft inside a housing fitted with a dynamic seal shown in figure 1.
  • Figure 4 is a perspective view of the cover shown in Figure 2, after being cut by the motor shaft shown in the diagrams in Figure 3.
  • a dynamic annular seal 1 of axis A1 is configured to provide a seal between two moving parts which rotate in relation to each other, shown in the diagrams in FIG. 3.
  • a first part is a fixed part formed by a housing 2 and a second part is a part which can move in rotation formed by a motor shaft 3.
  • the seal 1 is housed in a bearing 4 formed by the housing 2, and comprises a flexible lip 5 providing sealing between the housing 2 and the motor shaft 3.
  • the internal perimeter of the flexible lip 5 is provided for this purpose. bear against a smooth surface 6 of the drive shaft 3 formed by a section 15 upstream of the drive shaft 3, which is placed upstream of the seal 1 in the direction S1 of introduction of the drive shaft 3 through the bearing 4, and including through the seal 1, from the outside of the housing 2 as illustrated in the diagram (c) of FIG. 3.
  • the housing 2 is in particular a housing of a gearbox with at least one receiving shaft 7 provided to be driven in rotation by the shaft motor 3.
  • the motor shaft 3 typically comprises a member for driving the receiving shaft 7 in rotation, formed by an interlocking relief 8 cooperating with a relief 8 ′ of complementary shape that the receiving shaft 7, such as for example grooves according to the illustrated embodiment.
  • the seal 1 comprises a cover 9 for closing an inlet opening 10 formed axially on the seal 1, by forming a passage d admission of the rotating shaft 3 through the seal 1 towards the inside of the housing 2.
  • the cover 9 is formed by a wall which has a ring 1 1 integrated into the seal 1.
  • the ring 1 1 is made from a material, PTFE in particular, which is more rigid than the elastomer from which the flexible lip 5 is made.
  • the cover 9 is formed between the flexible lip 5 and the inlet opening 10 which comprises the seal 1.
  • the cover 9 prevents the introduction of particles towards the interior of the housing 2 and / or the flow out of the housing 2 of a lubricating fluid potentially present inside the housing 2.
  • the cover 9 comprises a circular embrittlement line 12 to cause it to be cut through the periphery of the end face 13 of the motor shaft 3 which is oriented towards the seal 1 when it is introduced.
  • the diameter D1 of the weakening line 12 is substantially equal to the diameter D3 of said end face 13 of the motor shaft 3.
  • the line of weakness 12 is formed discontinuous imprints 12a weakening the cover 9 along its thickness which is oriented along the axis A1 of extension of the seal 1.
  • the weakening line 12 has a diameter D1 less than the internal diameter D2 of the flexible lip 5.
  • the flexible lip 5 is thus diametrically distant from the drive member formed from said nesting relief 8 which comprises the motor shaft 3 for the drive of the receiver shaft 7.
  • the seal 1 is mounted inside an input bearing 4 through which the drive shaft 3 is introduced inside the housing 2.
  • the drive shaft 3 may also include an end section extending axially towards the inside of the housing 2.
  • the drive shaft 3 is then preferably supported via said end section by an output bearing provided by the housing 2 at its end, called the outlet end, which is axially opposite its inlet end via which the motor shaft 3 is introduced inside the housing 2.
  • the motor shaft 3 then potentially emerges from the housing 2 through its end outlet provided by said terminal section.
  • the outlet bearing being open on the outside of the housing 2, the outlet bearing is also provided with a dynamic seal 1 according to the invention.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Of Bearings (AREA)
  • Joints Allowing Movement (AREA)

Abstract

L'invention a pour objet un joint (1) dynamique d'interface entre deux pièces mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre. Le joint (1) comprend au moins une lèvre flexible (5) ménagée entre deux ouvertures axialement (A1) opposées du joint (1), dont une ouverture (10) d'entrée configurée en passage d'admission de l'une mobile desdites pièces à travers le joint (1). Le joint (1) comprend au moins un opercule (9) d'obturation de l'ouverture (10) d'entrée du joint (1), qui est sécable sous l'effet d'une poussée axiale exercée contre ledit opercule (9).

Description

JOINT DYNAMIQUE D'INTERFACE ENTRE DEUX PIECES MOBILES EN ROTATION L'UNE PAR RAPPORT A L'AUTRE, INTEGRANT UN OPERCULE
SECABLE.
La présente invention relève des joints dynamiques entre deux pièces mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre, intégrant au moins une lèvre d'étanchéité. Plus spécifiquement, une application d'un tel joint concerne l'étanchéité entre un arbre moteur et un palier d'une boîte de vitesses le recevant, motoréducteur notamment. Ainsi, l'invention concerne plus spécifiquement les modalités d'interface entre un arbre moteur logé à l'intérieur d'un palier fixe.
D'une manière générale, un arbre moteur d'une machine motrice est accouplé en rotation à un arbre récepteur à entraîner qui est logé dans un boîtier. Le boîtier comporte en entrée de l'arbre moteur un palier qui le reçoit et/ou qui loge un joint dynamique d'interface entre l'arbre moteur et le palier. Le joint est couramment pourvu d'au moins une lèvre flexible d'étanchéité frottant contre l'arbre moteur, pour conférer au boîtier une étanchéité vis-à-vis de l'extérieur.
Pour l'assemblage entre l'arbre moteur et l'arbre récepteur, ceux-ci comportent des reliefs d'accouplement coopérants propres à procurer leur jonction l'un à l'autre en rotation, tels que par exemple des cannelures. La lèvre flexible que comporte le joint dynamique porte alors sur une surface lisse de l'arbre moteur, ménagée en amont dudit relief suivant le sens d'introduction de l'arbre moteur à l'intérieur du palier. Cependant, il se présente un risque de blessure de la lèvre flexible par l'arbre moteur lors de son introduction à l'intérieur du palier, ce qui par suite affecte l'étanchéité obtenue entre le palier et l'arbre tournant, voire aussi induit finalement un risque de déchirement de la lèvre lors de son utilisation.
Pour palier cet inconvénient, il est connu d'adjoindre au joint dynamique une lèvre en PTFE (d'après l'acronyme de PolyTétraFluoroEthylène), réputée plus robuste que les lèvres flexibles d'étanchéité, tel qu'il ressort par exemple du document FR 3 007 485 A1 . La lèvre en PTFE est placée sur le joint dynamique en amont de la lèvre d'étanchéité flexible qu'il comporte, suivant la direction d'emmanchement de l'arbre moteur à l'intérieur du palier. Autrement dit, la lèvre en PTFE est placée sur le joint dynamique entre son entrée de réception de l'arbre moteur et la lèvre flexible d'étanchéité. Ainsi, la lèvre en PTFE procure une reprise de l'effort généré par l'emmanchement de l'arbre moteur à travers le joint dynamique, et permet de centrer l'arbre moteur à l'intérieur du palier préalablement à sa mise en contact contre la lèvre d'étanchéité flexible du joint dynamique.
Par ailleurs, il peut se présenter un cas selon lequel un boîtier de réception d'un arbre moteur est stocké dans l'attente de son utilisation. Tel est par exemple le cas pour un motoréducteur destiné à recevoir un arbre moteur d'une machine motrice. En effet, le motoréducteur et la machine motrice sont produits industriellement distinctement l'un de l'autre. Ceci implique qu'un moteur réducteur et/ou une machine électrique prévus d'être accouplés postérieurement à leur fabrication individuelle, peuvent être stockés pendant une période plus ou moins longue dans l'attente de leur utilisation. Dans ce cas, il se pose le problème d'un risque d'intrusion de particules à l'intérieur du boîtier du motoréducteur pendant sa période de stockage. En effet pendant le stockage du motoréducteur, des particules peuvent être admises à l'intérieur du boîtier à travers la ou les ouvertures que comporte le boîtier pour la réception de l'arbre moteur de la machine motrice, dont au moins une ouverture d'entrée d'admission de l'arbre moteur à l'intérieur du boîtier.
Ceci étant à éviter, il est alors traditionnel d'installer un bouchon d'obturation desdites ouvertures dans l'attente de l'utilisation du motoréducteur. De tels bouchons sont installés en sortie de fabrication du motoréducteur, et sont retirés lors de son assemblage avec la machine motrice. Les bouchons étant des articles consommables, ceux-ci sont alors jetés. Par suite, ceci induit un surplus de déchet inopportun et un surcoût de la machine motrice qui sont à éviter. Un objet de la présente invention est un joint dynamique d'interface entre deux pièces mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre, comportant au moins une lèvre flexible d'étanchéité. Un autre objet de la présente invention est un dispositif d'étanchéité équipant un palier de réception d'un arbre tournant, le palier étant muni d'un joint dynamique conforme à l'invention. Un autre objet de l'invention est un procédé d'assemblage entre un arbre récepteur et un arbre moteur s'étendant axialement à travers au moins un palier muni d'un joint dynamique conforme à l'invention. Un autre objet de la présente invention est une boîte à variation de vitesses comprenant un boîtier ménageant un palier muni d'un dispositif d'étanchéité conforme à l'invention. Un autre objet de l'invention est un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile comprenant une machine motrice et un motoréducteur configuré en une boîte à variation de vitesses conforme à l'invention, ainsi qu'un véhicule automobile équipé d'un tel groupe motopropulseur.
Un but de l'invention est de proposer un joint dynamique apte à protéger un palier de réception d'un arbre tournant vis-à-vis d'une intrusion de particules à l'intérieur d'un boîtier ménageant ledit palier. Il est plus particulièrement visé par l'invention d'obvier à une dite intrusion de particules à l'intérieur du boîtier, tant en phase de stockage du boîtier qu'en phase d'utilisation du boîtier.
Un autre but de l'invention est de proposer une solution à moindres coûts pour protéger ledit boîtier vis-à-vis d'une dite intrusion de particules. Il est plus particulièrement visé par l'invention de limiter les coûts de la solution recherchée concernant notamment les coûts structuraux et/ou les coûts de mise en service du joint dynamique relevant de l'invention.
Un autre but de la présente invention est de proposer une solution pour protéger ledit boîtier vis-à-vis d'une dite intrusion de particules qui n'affecte pas, voire qui améliore, la pérennité de fonctionnement du joint dynamique. Les buts visés par la présente invention sont atteints isolément ou en combinaison par application des dispositions qui suivent.
Un joint dynamique d'interface entre deux pièces mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre conforme à l'invention, comprend au moins une lèvre flexible ménagée entre deux ouvertures axialement opposées du joint, dont une ouverture d'entrée configurée en passage d'admission de l'une mobile desdites pièces à travers le joint.
Dans ce contexte, le joint dynamique de l'invention est reconnaissable en ce qu'il comprend au moins un opercule d'obturation de l'ouverture d'entrée du joint, qui est sécable sous l'effet d'une poussée axiale exercée contre ledit opercule.
Autrement dit, le joint de l'invention intègre un opercule faisant obstacle au passage de particules à travers le joint depuis son ouverture d'entrée, ou inversement au passage de lubrifiant vers l'extérieur du joint tel que visé plus loin. Ainsi lorsque le joint est installé dans un palier ménagé à l'intérieur d'un boîtier et axialement traversé par ladite pièce mobile, le boîtier est préservé d'une intrusion de particules en amont du joint suivant le sens axial d'introduction de la pièce mobile à travers le joint vers l'intérieur du boîtier, ou inversement d'un écoulement de lubrifiant hors du boîtier tel que visé plus loin. L'opercule est notamment aisément intégrable au joint à moindres coûts et permet d'isoler le boîtier vis-à-vis de son environnement extérieur, tant en phase de stockage préalablement à sa mise en service qu'en phase d'utilisation du boîtier et donc du joint.
Par suite de l'introduction axiale de la pièce mobile à travers le joint, la pièce mobile exerce un effort de poussée axiale contre l'opercule, ce qui provoque sa rupture par poinçonnage lorsque le joint est mis en service, l'opercule étant alors déchiré, ou préférentiellement découpée, par l'arrête périphérique de la face de bout de la pièce mobile axialement introduite à travers le joint. En outre, la protection du boîtier vis-à-vis de l'environnement extérieur est obtenue sans nécessiter une opération spécifique de retrait de l'opercule lors de la mise en service du joint, ou autrement dit lors de l'introduction de ladite pièce mobile à son travers.
L'opercule procure aussi une assistance à un opérateur effectuant manuellement l'introduction de la pièce mobile à travers le joint. Le glissement axial de la pièce mobile vers la lèvre flexible est freiné par la résistance de l'opercule à sa rupture. L'opérateur est alors contraint de porter son attention sur l'effort de poussée qu'il exerce contre l'opercule via la pièce mobile pour en adapter l'amplitude, avec pour effet de limiter le risque d'une détérioration de la lèvre flexible par la pièce mobile introduite à travers le joint.
De préférence, ledit au moins un opercule comporte une ligne de fragilisation circulaire formée d'empreintes discontinues.
Une telle ligne de fragilisation permet de provoquer une découpe de l'opercule suivant un périmètre de découpe prédéfini par la ligne de fragilisation. La découpe de l'opercule par la pièce mobile peut ainsi être réalisée par l'opérateur sous l'effet d'un effort de poussée modéré. Le diamètre de la ligne de fragilisation peut être avantageusement défini de manière à guider radialement l'opérateur lors de l'introduction de la pièce mobile à travers le joint, pour l'assister dans le centrage de la pièce mobile au moins par rapport à la lèvre flexible.
Ainsi selon une forme de réalisation, le diamètre de ladite ligne de fragilisation est défini selon un diamètre nominal de centrage de la pièce mobile à travers le joint. Le diamètre de la ligne de fragilisation est de préférence inférieur au diamètre intérieur de la lèvre flexible prévue de porter contre une surface lisse de la pièce mobile ménagée en amont, selon le sens d'introduction de la pièce mobile à travers le joint, d'un tronçon de la pièce mobile comportant au moins un relief d'emboîtement avec une pièce à entraîner en rotation. L'opercule est de préférence issu d'un matériau plus rigide que celui dont est issue la lèvre flexible, tel que par exemple en étant issu d'un PTFE. Plus particulièrement selon une forme de réalisation, l'opercule est formé d'un disque en PTFE intégré audit joint.
Ainsi par suite de la rupture de l'opercule par la pièce mobile, une conformation initiale de l'opercule en disque est alors mise selon une conformation en anneau lors de la mise en service du joint. L'évidement intérieur de l'anneau forme un organe de guidage axial de la pièce mobile vers la lèvre flexible et un organe de centrage de la pièce mobile par rapport à la lèvre flexible. Ceci procure encore une assistance à l'opérateur lors de la mise en service du joint. Ceci procure aussi une mise en contrainte radiale de la pièce mobile par l'anneau issu de l'opercule lorsqu'elle le traverse, ce qui améliore le centrage de la pièce mobile par rapport au joint.
L'invention a aussi pour objet un dispositif d'étanchéité d'un boîtier vis-à- vis de l'environnement extérieur. Le boîtier ménage au moins un palier de réception d'une dite pièce mobile qui est ouvert sur l'environnement extérieur du boîtier. Selon l'invention, le dispositif d'étanchéité est reconnaissable en ce qu'il comprend au moins un joint dynamique conforme à l'invention. Ledit au moins un joint dynamique est monté à l'intérieur dudit au moins un palier à l'une au moins de ses extrémités axiales ouverte sur l'environnement extérieur du boîtier.
Tel que précédemment mentionné et outre les avantages procurés par l'invention déjà indiqués, l'opercule forme aussi un obstacle à un épanchement vers l'extérieur du boîtier d'un éventuel surplus de lubrifiant contenu dans le boîtier après sa fabrication et/ou après un contrôle de qualité du boîtier.
L'invention a aussi pour objet un procédé de montage d'une dite pièce mobile à l'intérieur d'un dit boîtier équipé d'un dispositif d'étanchéité conforme à l'invention. Le procédé de l'invention est reconnaissable en ce qu'il comprend une étape de rupture de l'opercule par ladite pièce mobile lors de son introduction axiale à l'intérieur dudit au moins un palier.
L'invention a aussi pour objet une boîte à variation de vitesses comprenant un boîtier ménageant au moins un palier de réception d'un arbre moteur. La boîte à variation de vitesses de l'invention est reconnaissable en ce qu'elle est équipée d'au moins un dispositif d'étanchéité conforme à l'invention, ledit arbre moteur étant constitutif de ladite pièce mobile.
Selon une forme de réalisation, la boîte à variation de vitesses comprenant deux dits paliers ménagés à ses extrémités axiales respectives, chacun desdits paliers est équipé d'un dit dispositif d'étanchéité.
L'invention a aussi pour objet un ensemble d'organes à transmission de mouvement, comprenant une machine motrice pourvue d'un dit arbre moteur d'entraînement en rotation d'au moins un arbre récepteur équipant une boîte à variation de vitesses conforme à l'invention. Ledit ensemble d'organes à transmission de mouvement est notamment participant d'un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile.
L'invention a aussi pour objet un véhicule automobile reconnaissable en ce qu'il est équipé d'un ensemble conforme à l'invention.
La machine motrice est potentiellement une machine motrice à combustion. L'invention est de préférence appliquée dans le cadre d'une machine motrice à énergie électrique. Une telle machine à énergie électrique de propulsion du véhicule est susceptible d'équiper un véhicule exclusivement à énergie électrique de propulsion ou un véhicule à énergie hybride dont la propulsion est sélectivement fournie par une machine électrique ou un moteur à combustion. Un exemple de réalisation de la présente invention va être décrit en relation avec les figures de la planche annexée, dans laquelle :
-) la figure 1 est une illustration en coupe axiale d'un joint dynamique selon un exemple de réalisation de l'invention.
-) la figure 2 est une illustration en perspective d'un opercule que comprend le joint dynamique représenté sur la figure 1 .
-) la figure 3 est composée de plusieurs schémas (a), (b) et (c), illustrant successivement en coupe axiale un procédé de montage d'un arbre moteur à l'intérieur d'un boîtier équipé d'un joint dynamique représenté sur la figure 1 .
-) la figure 4 est une vue en perspective de l'opercule représenté sur la figure 2, après sa découpe par l'arbre moteur représenté sur les schémas de la figure 3.
Les figures et leurs descriptions détaillées d'un exemple de réalisation de l'invention peuvent servir à mieux la définir, si besoin en relation avec la description générale qui vient d’en être faite.
Sur les figures 1 à 4, un joint 1 dynamique annulaire d'axe A1 est configuré pour procurer une étanchéité entre deux pièces mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre, représentées sur les schémas de la figure 3. Sur les schémas de la figure 3, une première pièce est une pièce fixe formée d'un boîtier 2 et une deuxième pièce est une pièce mobile en rotation formée d'un arbre moteur 3.
Le joint 1 est logé dans un palier 4 ménagé par le boîtier 2, et comprend une lèvre flexible 5 procurant l'étanchéité entre le boîtier 2 et l'arbre moteur 3. Le périmètre intérieur de la lèvre flexible 5 est prévu à cet effet de porter contre une surface lisse 6 de l'arbre moteur 3 ménagée par un tronçon 15 amont de l'arbre moteur 3, qui est placé en amont du joint 1 suivant le sens S1 d'introduction de l'arbre moteur 3 à travers le palier 4, et dont à travers le joint 1 , depuis l'extérieur du boîtier 2 comme illustré sur le schéma (c) de la figure 3.
Le boîtier 2 est notamment un boîtier d'une boîte à variation de vitesses équipée au moins d'un arbre récepteur 7 prévu d'être entraîné en rotation par l'arbre moteur 3. A cet effet, l'arbre moteur 3 comporte typiquement un organe d'entraînement en rotation de l'arbre récepteur 7, formé d'un relief 8 d'emboîtement coopérant avec un relief 8' de forme complémentaire que comporte l'arbre récepteur 7, comme par exemple des cannelures selon la forme de réalisation illustrée.
Sur les figures 1 et 2, ainsi que sur le schéma (a) de la figure 3, le joint 1 comprend un opercule 9 d'obturation d'une ouverture d'entrée 10 ménagée axialement sur le joint 1 , en formant un passage d'admission de l'arbre tournant 3 à travers le joint 1 vers l'intérieur du boîtier 2. L'opercule 9 est formé par une paroi que comporte une bague 1 1 intégrée au joint 1 . La bague 1 1 est issue d'un matériau, PTFE notamment, qui est plus rigide que l'élastomère dont est issue la lèvre flexible 5.
Suivant le sens S1 d'introduction axiale de l'arbre moteur 3 à l'intérieur du boîtier 2, et donc à travers le joint 1 comme illustré sur les schémas de la figure 3, l'opercule 9 est ménagé entre la lèvre flexible 5 et l'ouverture d'entrée 10 que comporte le joint 1 . Lorsque le joint 1 est installé à l'intérieur du boîtier 2 comme illustré sur le schéma (a) de la figure 3, l'opercule 9 fait obstacle à l'introduction de particules vers l'intérieur du boîtier 2 et/ou à l'écoulement hors du boîtier 2 d'un fluide lubrifiant potentiellement présent à l'intérieur du boîtier 2.
Sur la figure 1 et la figure 2, l'opercule 9 comporte une ligne de fragilisation 12 circulaire pour provoquer sa découpe par la périphérie de la face de bout 13 de l'arbre moteur 3 qui est orientée vers le joint 1 lors de son introduction axiale à l'intérieur du palier 4. Le diamètre D1 de la ligne de fragilisation 12 est sensiblement égal au diamètre D3 de ladite face de bout 13 de l'arbre moteur 3.
Ainsi sous l'effet d'un effort de poussée axiale exercé contre l'opercule 9 lors de l'introduction par un opérateur de l'arbre moteur 3 à l'intérieur du boîtier 2, ladite face de bout 13 de l'arbre moteur 3 découpe l'opercule 9 suivant la ligne de fragilisation comme illustré sur le schéma (b) de la figure 3. Plus particulièrement visible sur le détail 2a de la figure 2, la ligne de fragilisation 12 est formée d'empreintes 12a discontinues affaiblissant l'opercule 9 suivant son épaisseur qui est orientée suivant l'axe A1 d'extension du joint 1 .
Plus particulièrement visible sur la figure 1 et sur les schémas de la figure 3, la ligne de fragilisation 12 présente un diamètre D1 inférieur au diamètre intérieur D2 de la lèvre flexible 5. Lorsque l'arbre moteur 3 découpe et traverse l'opercule 9 comme illustré sur le schéma (b) de la figure 2, la lèvre flexible 5 est ainsi diamétralement éloignée de l'organe d'entraînement formé dudit relief d'emboîtement 8 que comprend l'arbre moteur 3 pour l'entrainement de l'arbre récepteur 7.
Sur le schéma (a) de la figure 3, l'opérateur approche axialement A1 l'arbre moteur 3 vers le joint 1 suivant ledit sens S1 d'introduction axiale A1 de l'arbre moteur 3 à l'intérieur du palier 4, et donc à travers le joint 1 . Ceci a pour effet de découper l'opercule 9 suivant la ligne de fragilisation 12 dont le diamètre D1 correspond au diamètre D3 de l'extrémité de l'arbre moteur 3, qui est pourvue des reliefs d'emboîtement 8 formant l'organe d'entraînement équipant l'extrémité 16 de l'arbre moteur 3 prévue d'être accouplée avec l'arbre récepteur 7. L'opercule 9 présente alors une conformation en anneau 17 comme illustré sur la figure 4.
L'opérateur poursuit alors l'introduction de l'arbre moteur 3 à travers le joint 1 comme illustré sur le schéma (b) de la figure 3. La rigidité du matériau dont est issu l'opercule 9 procure une assistance à l'opérateur pour le guidage axial et le centrage axial A1 de l'arbre moteur 3 à travers le joint 1 , via l'évidement axial 14 ménagé par l'anneau 17 formé par l'opercule 9 préalablement découpé.
Lorsque l'arbre moteur 3 est accouplé à l'arbre récepteur 7, la lèvre flexible 5 porte sur ledit tronçon 15 de l'arbre moteur 3 à surface lisse 6 ménagé en prolongement de son extrémité 16 munie des reliefs 8 d'emboîtement, comme illustré sur le schéma (c) de la figure 3. Lorsque l'arbre moteur 3 et l'arbre récepteur 7 sont accouplés, ledit tronçon 15 à surface lisse 6 de l'arbre moteur 3 repousse vers l'intérieur du boîtier 2 la portion 18 de l'anneau 17 issue de l'opercule 9 et perdurant après son découpage.
Selon l'exemple de réalisation illustré, le joint 1 est monté à l'intérieur d'un palier 4 d'entrée à travers lequel l'arbre moteur 3 est introduit à l'intérieur du boîtier 2. Selon une forme de réalisation non représentée, l'arbre moteur 3 peut aussi comprendre un tronçon terminal s'étendant axialement vers l'intérieur du boîtier 2. L'arbre moteur 3 est alors de préférence soutenu via ledit tronçon terminal par un palier de sortie ménagé par le boîtier 2 à son extrémité, dite de sortie, qui est axialement opposée à son extrémité d'entrée via laquelle l'arbre moteur 3 est introduit à l'intérieur du boîtier 2. L'arbre moteur 3 émerge alors potentiellement hors du boîtier 2 à travers son extrémité de sortie ménagée par ledit tronçon terminal. Dans ce cas, le palier de sortie étant ouvert sur l'extérieur du boîtier 2, le palier de sortie est aussi muni d'un joint 1 dynamique conforme à l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1 .- Joint (1 ) dynamique d'interface entre deux pièces (2,3) mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre, le joint (1 ) comprenant au moins une lèvre flexible (5) ménagée entre deux ouvertures axialement (A1 ) opposées du joint (1 ), dont une ouverture (10) d'entrée configurée en passage d'admission de l'une mobile desdites pièces (3) à travers le joint (1 ), caractérisé en ce que le joint (1 ) comprend au moins un opercule (9) d'obturation de l'ouverture (10) d'entrée du joint (1 ), qui est sécable sous l'effet d'une poussée axiale exercée contre ledit opercule (9).
2.- Joint (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit au moins un opercule (9) comporte une ligne de fragilisation (12) circulaire formée d'empreintes (12a) discontinues.
3.- Joint (1 ) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le diamètre (D1 ) de ladite ligne de fragilisation (12) est défini selon un diamètre nominal de centrage de la pièce mobile (3) à travers le joint (1 ), le diamètre (D1 ) de la ligne de fragilisation (12) étant inférieur au diamètre (D2) intérieur de la lèvre flexible (5).
4.- Joint (1 ) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'opercule (9) est formé d'un disque en PTFE intégré audit joint.
5.- Dispositif d'étanchéité d'un boîtier (2) vis-à-vis de l'environnement extérieur, le boîtier (2) ménageant au moins un palier (4) de réception d'une dite pièce mobile (3) qui est ouvert sur l'environnement extérieur du boitier (2), caractérisé en ce que le dispositif d'étanchéité comprend au moins un joint (1 ) dynamique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, ledit au moins un joint (1 ) dynamique étant monté à l'intérieur dudit au moins un palier (4) à l'une au moins de ses extrémités axiales ouverte sur l'environnement extérieur du boîtier (2).
6.- Procédé de montage d'une dite pièce mobile (3) à l'intérieur d'un dit boîtier (2) équipé d'un dispositif d'étanchéité selon la revendication 5, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de rupture de l'opercule (9) par ladite pièce mobile (3) lors de son introduction axiale (A1 ) à l'intérieur dudit au moins un palier (4).
7.- Boîte à variation de vitesses comprenant un boîtier (2) ménageant au moins un palier (4) de réception d'un arbre moteur (3), caractérisée en ce que la boîte à variation de vitesses est équipée d'au moins un dispositif d'étanchéité selon la revendication 5, ledit arbre moteur (3) étant constitutif de ladite pièce mobile.
8.- Boîte à variation de vitesses selon la revendication 7, caractérisée en ce que la boîte à variation de vitesses comprenant deux dits paliers (4) ménagés à ses extrémités axiales respectives, chacun desdits paliers (4) est équipé d'un dit dispositif d'étanchéité.
9.- Ensemble d'organes à transmission de mouvement comprenant une machine motrice pourvue d'un dit arbre moteur (3) d'entraînement en rotation d'au moins un arbre récepteur (7) équipant une boîte à variation de vitesses selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que ledit ensemble d'organes à transmission de mouvement est participant d'un groupe motopropulseur d'un véhicule automobile.
10.- Véhicule automobile caractérisé en ce que le véhicule est équipé d'un ensemble selon la revendication 9.
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