FR3072595B1 - METHOD WITH A PROTECTIVE MAGNET PROTECTING AN INTERNAL LIP SEAL ON A TREE - Google Patents
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Abstract
Procédé de montage d'un joint circulaire à lèvre intérieure (2) venant dans une course vers une direction avant sur une portée cylindrique (38) d'un arbre (30), avec un emmanchement de son contour extérieur dans un carter (40), ce montage étant réalisé avec un outillage comportant un manchon (12) présentant vers l'avant une partie tubulaire s'ajustant dans le joint (2), qui coulisse sur l'arbre (30) pour protéger ce joint (2) jusqu'à la portée (38), et un nez de presse (20) pressant le joint (2) vers l'avant, ce procédé étant remarquable en ce qu'il applique une aimantation sur une face avant de collage du nez de presse (20), assurant un collage sur le manchon (12) en fin de mise en place du joint (2).Method of mounting an inner lip ring (2) in a forward direction race on a cylindrical bearing surface (38) of a shaft (30), with a fitting of its outer contour in a housing (40) , this assembly being carried out with a tool comprising a sleeve (12) presenting forwards a tubular portion fitting in the seal (2), which slides on the shaft (30) to protect this seal (2) until at the bearing surface (38), and a press nose (20) urging the seal (2) forward, this method being remarkable in that it applies a magnetization on a front face of the pressing of the press nose (20). ), ensuring a bonding on the sleeve (12) at the end of implementation of the seal (2).
Description
La présente invention concerne un procédé de montage d’un joint circulaire à lèvre sur un arbre, ainsi qu’un outillage mis en œuvre avec un tel procédé de montage.The present invention relates to a method of mounting a lip seal on a shaft, and a tool implemented with such a method of mounting.
Certains systèmes mécaniques, en particulier des transmissions de véhicule automobile, comportent un arbre de transmission sortant d’un carter contenant une huile, disposant au niveau de cette sortie d’un joint à lèvre circulaire emmanché dans le carter. Le joint présente une lèvre intérieure entourant une portée cylindrique de l’arbre, afin de serrer légèrement cette portée pour assurer une étanchéité dynamique.Some mechanical systems, in particular motor vehicle transmissions, comprise a transmission shaft coming out of a casing containing an oil, having at this outlet a circular lip seal fitted into the casing. The seal has an inner lip surrounding a cylindrical bearing surface of the shaft to slightly tighten this range to provide a dynamic seal.
La lèvre intérieure du joint réalisée dans un élastomère, représente une partie délicate de ce joint qu’il convient de préserver lors du montage afin d’éviter toute blessure ou endommagement qui pourrait provoquer des fuites d’huile lors du fonctionnement.The inner lip of the seal made in an elastomer, represents a delicate part of this seal that should be preserved during assembly to avoid any injury or damage that could cause oil leakage during operation.
La partie extérieure de l’arbre sortant du carter, en arrière de la portée du joint, peut comporter des formes particulières avec des arêtes vives, comme des cannelures axiales ou des marches entre différents diamètres. Il est nécessaire de franchir avec la lèvre du joint ces formes particulières pour l’emmener jusqu’à la portée de l’arbre disposée vers un côté appelé par convention côté avant, sans risquer de l’accrocher sur ces formes pour éviter de la blesser.The outer portion of the shaft leaving the housing, behind the scope of the seal, may have particular shapes with sharp edges, such as axial grooves or steps between different diameters. It is necessary to cross with the lip of the joint these particular forms to take it up to the reach of the tree arranged to a side conventionally called front side, without the risk of hanging on these forms to avoid hurting .
Pour cela un dispositif connu, présenté notamment par le document USAI-20160151896, comporte un manchon présentant vers l’avant une partie cylindrique d’épaisseur réduite s’ajustant dans la lèvre du joint, prévue pour coulisser sur l’arbre en arrière de la portée afin de franchir des cannelures axiales de cet arbre en protégeant le joint.For this a known device, presented in particular by the document USAI-20160151896, comprises a sleeve presenting forwards a cylindrical portion of reduced thickness fitting in the lip of the seal, provided for sliding on the shaft behind the carried in order to cross axial grooves of this tree while protecting the joint.
Un nez de presse entoure un rebord circulaire extérieur du manchon disposé en arrière de sa partie cylindrique, pour presser sur ce manchon afin de descendre le joint autour de l’arbre de manière protégée, puis en fin de course pour emmancher le contour extérieur du joint dans le carter.A press nose surrounds an outer circular flange of the sleeve disposed behind its cylindrical portion, to press on this sleeve in order to lower the seal around the shaft in a protected manner, then at the end of stroke to press the outer contour of the seal in the crankcase.
Ensuite lors de la remontée du nez de presse, un bourrelet intérieur de ce nez engagé en avant du rebord extérieur du manchon, remonte ce manchon afin de l’extraire du montage, et de l’éliminer ou de le recycler.Then during the ascent of the press nose, an inner bead of this nose engaged in front of the outer rim of the sleeve, up this sleeve to extract the assembly, and eliminate or recycle.
Toutefois ce dispositif nécessite un emboîtement d’un bourrelet intérieur du nez de presse autour du rebord extérieur du manchon, qui peut être délicat à réaliser de manière à assurer à la fois une tenue suffisante de ce manchon, et une facilité d’extraction du manchon hors de ce nez après son utilisation.However, this device requires an interlocking of an inner bead of the press nose around the outer rim of the sleeve, which may be difficult to achieve so as to ensure both a sufficient strength of this sleeve, and ease of extraction of the sleeve out of this nose after use.
La présente invention a notamment pour but d’éviter ces problèmes de l’art antérieur.The present invention is intended in particular to avoid these problems of the prior art.
Elle propose à cet effet un procédé de montage d'un joint circulaire à lèvre intérieure venant dans une course vers une direction avant sur une portée cylindrique d’un arbre, avec un emmanchement de son contour extérieur dans un carter, ce montage étant réalisé avec un outillage comportant un manchon présentant vers l’avant une partie tubulaire s’ajustant dans le joint, qui coulisse sur l’arbre pour protéger ce joint jusqu’à la portée, et un nez de presse pressant le joint vers l'avant, ce procédé étant remarquable en ce qu’il applique une aimantation sur une face avant de collage du nez de presse, assurant un collage sur le manchon en fin de mise en place du joint.It proposes for this purpose a method of mounting an inner lip seal in a race towards a forward direction on a cylindrical bearing of a shaft, with a fitting of its outer contour in a housing, this assembly being carried out with a tool having a sleeve presenting forwards a tubular portion fitting into the seal, which slides on the shaft to protect the seal to the range, and a press nose pressing the seal forward, this method being remarkable in that it applies a magnetization on a front face of bonding of the press nose, ensuring a bonding on the sleeve at the end of implementation of the seal.
Un avantage de ce procédé est que de manière simple, après la descente et la mise en place protégée du joint à lèvre sur l’arbre, ainsi que l’emmanchement de ce joint dans le carter, l’attraction magnétique du manchon sur le nez de presse permet de laisser automatiquement sur place le joint maintenu serré dans le carter, tout en remontant ce manchon collé au nez de presse.An advantage of this method is that in a simple manner, after the descent and the protected positioning of the lip seal on the shaft, as well as the fitting of this seal in the housing, the magnetic attraction of the sleeve on the nose Press release allows to automatically leave on the spot the seal held tight in the housing, while raising this sleeve glued to the press nose.
On réalise de manière simple et automatique un maintien suffisant permettant l’extraction du manchon hors de l’arbre, qui peut après sa sortie être facilement décollé pour être éliminé, ou recyclé pour servir à nouveau.Simple and automatic maintenance is carried out sufficient to extract the sleeve from the shaft, which after discharge can easily be removed for removal, or recycled to serve again.
Le procédé de montage selon l’invention et un outillage pour ce procédé peuvent de plus comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, qui peuvent être combinées entre elles.The mounting method according to the invention and tooling for this method may further comprise one or more of the following features, which may be combined with one another.
Avantageusement, le procédé de montage comporte l’installation du joint sur le manchon, puis la descente avec le nez de presse du joint et du manchon jusqu’à un épaulement avant la portée de l’arbre, puis une descente du joint seul, et enfin la remontée du nez de presse et du manchon collés.Advantageously, the mounting method comprises installing the seal on the sleeve, then lowering with the press nose of the seal and the sleeve to a shoulder before the reach of the shaft, then a descent of the joint alone, and finally the rise of the press nose and the glued sleeve.
L’invention a aussi pour objet un outillage de montage pour un procédé comprenant l’une quelconque des caractéristiques précédentes, remarquable en ce que le manchon comporte un aimant, ou le nez de presse comporte un électroaimant.The invention also relates to a mounting tool for a method comprising any one of the preceding features, characterized in that the sleeve comprises a magnet, or the press nose comprises an electromagnet.
Le manchon comprenant un aimant, comporte avantageusement un épaulement arrière tourné radialement vers l'extérieur, contenant l’aimant.The sleeve comprising a magnet advantageously comprises a rear shoulder turned radially outwards, containing the magnet.
Dans ce cas, avantageusement le manchon comporte une matière plastique qui est surmoulée autour de l'aimant.In this case, advantageously the sleeve comprises a plastic material which is overmolded around the magnet.
Avantageusement, le manchon est centré à l'intérieur d'une partie tubulaire du nez de presse.Advantageously, the sleeve is centered inside a tubular part of the press nose.
Dans ce cas, la partie tubulaire du nez de presse peut comporter à l'intérieur une nervure annulaire, prévue pour se coller au-dessus du manchon en fin de montage du joint.In this case, the tubular part of the press nose may comprise inside an annular rib, provided to stick above the sleeve at the end of assembly of the seal.
Dans ce cas, avantageusement après la pose du manchon avec son joint sur le nez de presse, l’outillage présente une distance axiale entre la face arrière de ce manchon et la face avant de la nervure annulaire.In this case, advantageously after fitting the sleeve with its seal on the press nose, the tooling has an axial distance between the rear face of this sleeve and the front face of the annular rib.
En complément, le manchon et le nez de presse peuvent comporter chacun un aimant.In addition, the sleeve and the press nose may each comprise a magnet.
L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après donnée à titre d’exemple et de manière non limitative, en référence aux dessins annexés dans lesquels :The invention will be better understood and other features and advantages will appear more clearly on reading the following description given by way of example and in a nonlimiting manner, with reference to the appended drawings in which:
- la figure 1 présente en coupe axiale un outillage de montage pour un procédé suivant l’invention, supportant un joint à lèvre disposé sur son manchon ;- Figure 1 shows in axial section a mounting tool for a method according to the invention, supporting a lip seal disposed on its sleeve;
- la figure 2 présente la mise en place du joint à lèvre avec cet outillage dans un carter de transmission, avec le manchon venant en appui sur un épaulement de l’arbre ;- Figure 2 shows the establishment of the lip seal with this tool in a transmission housing, with the sleeve bearing on a shoulder of the shaft;
- la figure 3 présente une étape suivante avec le joint mis en position ; et- Figure 3 shows a next step with the seal in position; and
- la figure 4 présente cet outillage lors de la remontée du nez de presse.- Figure 4 shows this tool during the ascent of the press nose.
La figure 1 présente un joint à lèvre annulaire 2 réalisé en élastomère, présentant de chaque côté une section axiale formant globalement un « U >> inversé.Figure 1 shows an annular lip seal 2 made of elastomer, having on each side an axial section generally forming a "U" inverted.
La forme en « U >> comporte une partie axiale extérieure 4 sensiblement cylindrique, comprenant un diamètre extérieur prévu pour s’emmancher dans un alésage d’un carter de transmission. Une direction avant est définie par convention comme étant le sens de descente de la presse, indiqué par la flèche AV.The "U" shape comprises a substantially cylindrical outer axial portion 4, comprising an outer diameter designed to be engaged in a bore of a transmission casing. A forward direction is defined conventionally as the direction of descent of the press, indicated by the arrow AV.
La partie axiale extérieure 4 est reliée à une partie plane supérieure 6 disposée dans un plan transversal, qui se prolonge par une partie axiale intérieure 8 prévue pour entourer une portée lisse d’un arbre en rotation.The outer axial portion 4 is connected to an upper planar portion 6 disposed in a transverse plane, which is extended by an inner axial portion 8 provided to surround a smooth bearing of a rotating shaft.
La partie axiale intérieure 8 comporte une lèvre annulaire 10 tournée vers l’axe principal A, qui est pressée sur l’arbre par un ressort annulaire disposé au dos de cette lèvre, appliquant un léger serrage de la lèvre sur l’arbre pour assurer une étanchéité dynamique.The inner axial portion 8 comprises an annular lip 10 facing the main axis A, which is pressed on the shaft by an annular spring disposed on the back of this lip, applying a slight tightening of the lip on the shaft to ensure a dynamic sealing.
L’outillage de montage comporte un manchon 12 réalisé en matière plastique, présentant une forme de révolution centrée sur l’axe A, comprenant vers l’avant une partie tubulaire 14 d’épaisseur réduite ajustée à l’intérieur du joint 2, et un épaulement arrière 16 tourné vers l’extérieur, présentant deux faces transversales planes parallèles. La face transversale plane avant de l’épaulement arrière 16 est en appui sur la partie plane supérieure 6 du joint 2.The mounting tool comprises a sleeve 12 made of plastic, having a shape of revolution centered on the axis A, comprising forwards a tubular portion 14 of reduced thickness fitted inside the joint 2, and a rear shoulder 16 facing outwards, having two parallel flat transverse faces. The flat front transverse face of the rear shoulder 16 bears on the upper flat part 6 of the seal 2.
L’épaulement arrière 16 comporte à l’intérieur un aimant annulaire 18 présentant une section transversale rectangulaire, entouré par une épaisseur constante de matière plastique du manchon 12, réalisée avantageusement par surmoulage de cette matière autour de l’aimant. L’aimant annulaire 18 présente deux pôles orientés axialement, comprenant par exemple un pôle Nord sur le dessus et un pôle Sud sur le dessous.The rear shoulder 16 has inside an annular magnet 18 having a rectangular cross section, surrounded by a constant plastic thickness of the sleeve 12, advantageously made by overmolding this material around the magnet. The annular magnet 18 has two axially oriented poles, comprising for example a north pole on the top and a south pole on the bottom.
L’outillage de montage comporte un nez de presse 20 formant un tube centré sur l’axe A, prévu pour être fixé en bas d’un vérin d’une presse d’assemblage du joint 2 dans le carter de transmission. La base plane 22 du nez de presse 20 vient en appui sur la partie plane supérieure 6 du joint 2, pour presser dessus lors de sa descente.The mounting tool comprises a press nose 20 forming a tube centered on the axis A, designed to be fixed at the bottom of a cylinder of a joint assembly press 2 in the transmission housing. The flat base 22 of the press nose 20 abuts on the upper planar portion 6 of the seal 2, to press on it during its descent.
Le nez de presse 20 comporte une nervure annulaire intérieure une, comprenant une face avant transversale plane disposée à une distance X audessus de l’épaulement arrière 16 du manchon 12. Le diamètre intérieur de la nervure intérieure 24 est légèrement plus grand que celui du manchon 12, afin de ne pas gêner un coulissement de l’arbre dans cette nervure.The press nose 20 has an inner annular rib 1, comprising a flat transverse front face disposed at a distance X above the rear shoulder 16 of the sleeve 12. The inner diameter of the inner rib 24 is slightly larger than that of the sleeve 12, so as not to hinder a sliding of the shaft in this rib.
Le diamètre extérieur de l’épaulement arrière 16 du manchon 12 est centré à l’intérieur du tube du nez de presse 20.The outer diameter of the rear shoulder 16 of the sleeve 12 is centered inside the tube of the press nose 20.
La figure 2 présente un arbre d’une transmission 30 centré sur l’axe A, comprenant en partie supérieure des cannelures axiales 34 prévues pour recevoir un moyeu en lui transmettant un couple. Une rainure circulaire 32 disposée en haut des cannelures 34, est prévue pour recevoir un jonc ouvert maintenant axialement le moyeu.Figure 2 shows a shaft of a transmission 30 centered on the axis A, comprising in the upper part axial splines 34 provided for receiving a hub by transmitting a torque. A circular groove 32 disposed at the top of the grooves 34 is provided to receive an axially open ring now axially hub.
En dessous des cannelures 34 on a successivement une gorge annulaire 36 permettant aux cannelures de déboucher dedans, puis une portée cylindrique 38 présentant un diamètre légèrement supérieur au diamètre extérieur de ces cannelures, recevant la lèvre 10 du joint 2 pour assurer l’étanchéité dynamique.Below the grooves 34 is successively an annular groove 36 allowing the grooves to open into, then a cylindrical surface 38 having a diameter slightly greater than the outer diameter of these grooves, receiving the lip 10 of the seal 2 to ensure dynamic sealing.
Lors de la descente du joint 2, sa lèvre 10 ne doit pas venir en contact avec les cannelures 34, ainsi qu’avec les différents épaulements formés par les variations de diamètre, en particulier l’épaulement supérieur de la portée cylindrique 38, pour éviter de blesser cette lèvre qui est fragile.During the descent of the seal 2, its lip 10 must not come into contact with the splines 34, as well as with the different shoulders formed by the diameter variations, in particular the upper shoulder of the cylindrical seat 38, to avoid to hurt that lip that is fragile.
Après la mise en place du joint 2 autour du manchon 12 réalisé en matière plastique pour ne pas blesser sa lèvre 10, on a une descente de manière protégée de cet ensemble le long des cannelures 34.After the establishment of the seal 2 around the sleeve 12 made of plastic so as not to injure its lip 10, it is downwardly protected from this assembly along the flutes 34.
La face inférieure du manchon 10 venant en appui sur l’épaulement juste en arrière de la portée de l’arbre 38, ce manchon est arrêté dans sa descente. Parallèlement le contour extérieur du joint 2 commence à s’emmancher dans l’alésage 42 du carter 40, sous la poussée de la base transversale 22 du nez de presse 20 pressant sur ce joint.The lower face of the sleeve 10 bearing on the shoulder just behind the scope of the shaft 38, this sleeve is stopped in its descent. Meanwhile, the outer contour of the seal 2 begins to slip into the bore 42 of the housing 40, under the pressure of the transverse base 22 of the press nose 20 pressing on the seal.
Le nez de presse 20 ainsi que le joint 2 continuant leurs descentes, ce joint coulisse sur le manchon 12, sa lèvre 10 passant successivement de la partie tubulaire 14 du manchon à la portée de l’arbre 38 sans dommage grâce au diamètre légèrement supérieur de cette partie tubulaire.The press nose 20 and the seal 2 continuing their descents, this joint slides on the sleeve 12, its lip 10 passing successively from the tubular portion 14 of the sleeve to the scope of the shaft 38 without damage due to the slightly greater diameter of this tubular part.
La figure 3 présente la position finale du joint 2, le nez de presse 20 étant descendu suivant la course X en mettant sa nervure intérieure 24 en contact sur le dessus du manchon 12. On obtient un collage de l’aimant 18 de ce manchon 12, sous la nervure intérieure 24 réalisée avec l’ensemble du nez de presse 20 dans un acier attirant cet aimant.FIG. 3 shows the final position of the seal 2, the press nose 20 being lowered along the stroke X by putting its inner rib 24 in contact on the top of the sleeve 12. A bonding of the magnet 18 of this sleeve 12 is obtained under the inner rib 24 made with the entire press nose 20 in a steel attracting this magnet.
La figure 4 présente la remontée du nez de presse 20, le manchon 12 n’étant plus maintenue serré dans le joint 2, remonte librement avec ce nez de presse grâce à l’aimantation qui le maintient.Figure 4 shows the rise of the press nose 20, the sleeve 12 is no longer maintained tight in the seal 2, back freely with the nose press thanks to the magnetization that maintains it.
On obtient de manière simple et efficace une protection du joint 2 pendant sa mise en place, puis un retrait du manchon 12 qui est automatiquement évacué hors de la transmission, pour être ensuite jeté, ou recyclé afin de servir à un nouvel assemblage.In a simple and effective manner, a protection of the seal 2 is obtained during its installation, then a withdrawal of the sleeve 12 which is automatically discharged out of the transmission, then discarded or recycled to serve a new assembly.
En particulier le retrait du manchon 12 nécessite aucune intervention manuelle, ce qui fait gagner du temps de cycle par rapport à un mode opératoire comprenant ce retrait manuel, ainsi qu’en sécurité et en qualité en évitant un risque d’oubli de ce manchon.In particular the removal of the sleeve 12 requires no manual intervention, which saves cycle time compared to a procedure including manual removal, as well as safety and quality, avoiding the risk of forgetting this sleeve.
On peut en variante disposer un aimant annulaire dans le nez de presse 20 et une bague métallique dans le manchon 12, afin d’assurer de la même manière un collage de cet aimant sur le manchon. On peut aussi disposer un aimant annulaire à la fois dans le nez de presse 20 et dans le manchon 12, présentant chacun une orientation axiale des pôles, en s’assurant que les deux pôles en regard présentent des signes opposés pour obtenir une attraction.Alternatively, an annular magnet may be provided in the press nose 20 and a metal ring in the sleeve 12 to similarly provide a bonding of this magnet to the sleeve. It is also possible to have an annular magnet both in the press nose 20 and in the sleeve 12, each having an axial orientation of the poles, making sure that the two opposite poles have opposite signs to obtain an attraction.
Suivant un autre mode de réalisation on peut disposer un électroaimant commandé dans le nez de presse 20, et une bague métallique dans le manchon 12. L’alimentation de l’électroaimant est alors appliquée à partir de la fin de la descente du joint 2, pour remonter le manchon 12, puis coupée par exemple au-dessus d’un bac d’évacuation pour laisser tomber ce manchon dans le bac.According to another embodiment, an electromagnet controlled in the press nose 20 can be arranged, and a metal ring in the sleeve 12. The power supply of the electromagnet is then applied from the end of the descent of the seal 2, to reassemble the sleeve 12, then cut for example above a drain pan to drop the sleeve in the tray.
En variante on peut prévoir un manchon 12 comprenant une épaisseur de partie tubulaire 14 faible, disposant vers l’avant d’un chanfrein intérieur lui 5 permettant de s’engager avec le joint 2 sur la portée 38 de l’arbre 30 lors de la descente du nez de presse 20.In a variant, a sleeve 12 may be provided which comprises a small tubular portion thickness 14, which has an interior chamfer forwards to engage with the seal 2 on the bearing surface 38 of the shaft 30 during the descent of the press nose 20.
Ensuite lors de la remontée du nez de presse 20, le manchon 12 collé remonte automatiquement en glissant sur la portée 38, et sur la lèvre 10 en laissant le joint 2 maintenu en position par son serrage dans l’alésage 42 du 10 carter 40.Then during the rise of the press nose 20, the glued sleeve 12 automatically rises by sliding on the bearing surface 38, and on the lip 10 leaving the seal 2 held in position by its clamping in the bore 42 of the casing 40.
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