Etanchéité aux passages des axes

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La plupart des motos des années 50 ne possèdent pas de joint d'étanchéité au passage des axes à travers les carters. Il y a bien des joints à lèvres (spy) pour le vilebrequin, mais pour les axes de kick, de sélecteur de vitesse ou d'embrayage, il n'y a rien. L'axe tourne directement dans l'alu du bloc ou dans une bague en bronze rapportée, avec un jeu très inférieur au 1/10 (en l'absence d'usure). Inévitablement, l'huile finit par suinter. Pour éviter ça, installer un joint torique est à la fois facile et efficace. Voici donc un petit guide à l'usage de l'amateur sans moyens sophistiqués pour déterminer quel joint choisir et comment l'adapter.

Première étape, le choix du joint :
Matière : il existe une multitude de matières pour les joints toriques. Certains résistent bien aux huiles et essences, d'autres non. Le nitrile tient bien, le Viton encore mieux. Il existe dans le commerce des boîtes de joints en dimensions diverses, destinés à la plomberie. Comme on sait rarement en quoi ils sont faits, un test de résistance chimique est souhaitable. Il consiste à laisser tremper un joint dans de l'huile moteur pendant 48 heures, de préférence à chaud (80° maxi). Après le test, comparer le joint avec un joint identique, neuf. Le joint testé ne doit pas avoir gonflé, rétréci, ni ramolli exagérément. Tous les joints à application automobile devraient convenir.
Dureté : 70 à 80 shore A. Ce paramètre est rarement connu. On prendra un peu ce qu'on trouvera, pas trop dur, pas trop mou…

Deuxième étape : mesure des diamètres d'axe et d'alésage
Mesurer axe et alésage au pied à coulisse. Prendre les cotes dans la zone où se trouvera le joint. On peut maintenant choisir le joint à utiliser :
Diamètre : un joint torique se définit par ses trois diamètres : tore Dt, extérieur De, intérieur Di. Mais il suffit d'en connaître deux pour calculer simplement le troisième. Il faut donc chercher un joint dont le diamètre extérieur est inférieur ou égal au diamètre de l'alésage.

Troisième étape : calcul de la gorge à tailler dans l'axe :
Le joint se monte dans une gorge de l'axe, qu'il faut faire tailler par un tourneur. Le calcul des dimensions de la gorge, profondeur et largeur, se fait en tenant compte des règles suivantes :

  1. Le joint doit être comprimé quand il est monté. Il est coincé entre le fond de la gorge et l'alésage. Il doit être comprimé même quand l'axe est décentré à fond par rapport à l'alésage. Taux de compression du joint : un peu moins de 15%. La compression se calcule entre le diamètre du joint libre et celui du joint monté.
  2. Le joint doit être légèrement tendu dans sa gorge, mais pas trop. Taux d'allongement du joint : de 3% à 10 %. L'allongement est calculé entre le diamètre intérieur du joint libre et celui du fond de gorge.
  3. Le joint doit avoir de la place latéralement dans la gorge pour s'étaler quand il est comprimé. La largeur de la gorge doit être au moins de 17% supérieure à la largeur du joint non comprimé.
  4. La quatrième règle concerne l'extrusion du joint. Le joint ne doit pas pouvoir se glisser dans le jeu entre l'arbre et l'alésage, sous la pression du fluide intérieur. Mais dans notre cas, la pression dans le carter est pratiquement celle de l'atmosphère et le jeu très faible. Cette règle sera ignorée. Pour être sûr que la pression interne ne montera pas trop quand le moteur chauffera, faire un trou d'évent minuscule (inférieur à 1 mm de diamètre) dans le haut du carter.

A partir des données ci-dessus, le calcul de la gorge est assez facile. Prenons un exemple :

Données (exemple) :

Résultats :

Pg : Profondeur de la gorge : diamètre du tore moins 17%, ou diamètre du tore x 0,83. Ici : 0,83 x 2 = 1,66 mm.
D'où diamètre de fond de gorge : Dfg = 15,96 - (2 x 1,66) = 12,64 mm
Périmètre du fond de gorge : Pi x D = 3,1416 x 12,64 = 39,71 mm
Allongement du joint sur son diamètre intérieur : 39,71 - 37,7 = 2,01 mm, ou en pourcentage : 2,01 / 37,7 = 5,33 %. Très bien, puisque compris entre 3% et 10%.
Lg : Largeur de la gorge : largeur de la gorge = diamètre du joint libre plus 17%. D'où la largeur : largeur = 2,0 x 1,17 = 2,34 mm, arrondie à 2,5 mm. Ce que le joint perd en "diamètre" radial quand il est comprimé se retrouve dans son "diamètre" axial. Donc une gorge de 2,5 de large permettra bien de recevoir le joint comprimé.
Pas d'angle vif au bord de la gorge. Moucher l'angle à R1 = 0,1 à 0,15.
Pas d'angle vif au fond la gorge. Rayonner à R2 = 0,2 x Dt = 0,2 x 2 = 0,4 mm

Résumé

Précautions

Créer une gorge sur un axe l'affaiblit. Cela l'affaiblit même beaucoup, puisque la contrainte dans le métal dépend du cube du diamètre. Et la présence même d'un changement brusque de diamètre introduit des concentrations de contraintes qui aggravent encore les choses. Par conséquent, il faut être très prudent avec les axes qui subissent des efforts élevés ou des chocs, l'axe de kick par exemple.

Merci au bureau d'études de la société Eaton à Monaco pour ces informations.

16  février 2002