Brevet FR2002612A1 — publié le 19691031

La présente invention concerne un joint destiné à assurer l'étanchéité entre deux pièces tournant l'une par rapport à l'autre, par exemple entre la cage intérieure et la cage extérieure deun palier antifriction, ou encore un arbre tournant et son support. L'invention vise en particulier un tel joint étanche porté par l2une des pièces tournantes et laissant un jeu extrêmement faible avec l'autre pièce, assurant de la sorte une protection efficace contre le passage de corps étrangers entre les deux pièces. Le joint conforme & la présente invention comprend un élément annulaire d'étar.chéification en matière plastique, muni sur l'un de ses pourtours d'au moins une lèvre annulaire de forme effilée, dont le diamètre à l'état de repos est telque l'élément d'étanchéification forme un ajustage serré avec une surface correspondante de lvune des pièces entre lesquelles on veut assurer l'étanchéité, de telle sorte que, lorsque l'on monte ce joint, il se produit une déformation élastique de la ou des lèvres, cette déformation assurant l'étanchéité suivant ladite surface. Le Joint d'étanchéité conforme & l'invention ne donne pas naissance & des frottements très importants en cours d'utilisation et il peut, de plus, être monté sans qu'il soit nécessaire de procéder & n usinage trèsprécis. La lèvre, ou chacune des lèvres s'il y en a plusieurs, de l'élément annulaire d'étanchéification se déforme de façon élastique lorsque les deux pièces entre lesquelles on veut assurer l'étanchéité se mettent à tourner l'une par rapport à l'autre. Une telle déformation empêche les deux pièces de tourner librement, et il se produit un dégagement de chaleur par frottement sur les surfaces en contact, I1 en résulte que la lèvre s'échauffe Jusqu' & fondre, tout au moins partiellement, & son extrémité.La lèvre subit donc un rétrécissement partiel, ce qui change sa forme et ses dimensions et, par suite, modifie le diamètre de son pourtour, JusqutA ce qu'elle ne soit plus en contact avec les pièces en rotation, laissant ainsi un faible jeu, Ensuite, le fonctionnement normal du Joint se produit sans contact par frottement et, par suite, sans production de chaleur. Le jeu de la livres ou des lèpres est très petit en raison de la manière dont il se produit, ce qui garantit une étancheité très efficace. Il est bien connu que l'efficacité d'un joint est inversement proportionnelle à l'importance du jeu entre l'élément d'étanchéification et la piece qui doit être rendue étanche par ledit élément. La présente invention concerne également un procé- dé de réalisation d'un joint étanche entre deux pièces tournant l'une par rapport à l'autre, ledit procédé étant caractérisé par le fait qu'il consiste & monter un élément d'étanchéification en matière plastique entre ces deux pièces, cet élément comportant au moins une lèvre annulaire de forme effilée sur un de ses pourtours qui, lorsque l'on adapte le joint, se trouve déformée par élasticité sur la surface en rotation que l'on veut rendre étanche, puis A faire tourner les deux pièces l'une par rapport d l'autre de manière à provoquer une déformation permanente de la lèvre, ou des lèvres, sous lteffet de ltéchauffement par frot- tement, en vue de réaliser un joint & faible jeu annulaire sur la- dite surface tournante. L'un des avantages de la présente invention réside dans le fait qu'il se produit un jeu faible au début de la rota- tion des pièces l'une par rapport à l'autre, sans nécessiter un usinage très précis lors de la fabrication du joint; étant donné qu'un tel usinage devrait être réalisé avec des tolérances très strictes, les joints étanches & faible jeu de fabrication courante seraient beaucoup plus coûteux que les joints selon la présente invention. L'élément d'étanchéiBication peut présenter des faces planes parallèles, la lèvre, ou chacune des lèvres s'il y en a plusieurs, étant formée sur un côté de l'élément annulaire et comportant une surface qui est un prolongement de l'une des faces de cet élément annulaire. Coest ainsi que ltéldment annulaire d'étanchéification peut présenter deux lèvres annulaires disposées symétriquement par rapport au plan de symétrie radiale de cet élément. Un tel Joint est avantageusement utilisé dans les paliers antifriction. La lèvre peut encore entre réalisée sur le pourtour extérieur de l'élément annulaire d'étanchéification, et cette forme de réalisation convient par exemple dans le cas où lton veut assurer l'étanchéité entre un arbre tournant et son support, D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre et des dessins annexés sur lesquels La figure 1 est une coupe longitudinale partielle d'un palier antifriction muni d'un joint selon la présente invention0 Les figures 2 et 3 représentent, & plus grande échelle, un détail du joint de la figure 1, respectivement avant et après son rodage. La figure 4 représente deux joints conformes d l'invention utilisés pour rendre étanche un palier antifriction; enfin, La figure 4 est une coupe axiale partielle d'un joint conforme & l'invention, utilisé pour rendre étanche un arbre par rapport A son support fixe qui ltentoureO La figure 1 représente un roulement & billes antifriction, dans lequel l'intervalle annulaire entre la cage (ou bague) intérieure 1 et la cage extérieure 2 est bouché par un Joint comprenant une plaque d'étanchéification annulaire 3 en matière plastique.Cette plaque 3 adapte sur son pourtour extérieur, d'une manière connue dans une gorge annulaire taillée au voisinage d'un côté du palier dans la surface de la cage extérieure 2 qui comporte le chemin extérieur de roulement des éléments de roulement, & savoir, dans le cas présent, des billes 4. La plaque d'étanchéité 3 comporte des faces planes parallèles et elle présente, sur son pourtour intérieur, deux lèvres 5 faisant saillie vers l'intérieur et effilées, représentées grossièrement sur la figure 2o Ces lèvres 5 sont symétrique s par rapport au plan de symétrie radiale de la plaque d'étanchéité 3. A leur état initial de repos, elles présentent des surfaces extérieures qui sont les prolongements des facesde la plaque annulaire 30 Le diamètre d1 du cercle défini par les pointes intérieures des lèvres 5 est plus faible que le diamètre d2 de la face de la cage intérieure 1 dans laquelle est creusé le chemin intérieur de roulement des billes 4, de telle sorte que la plaque 3 forme un ajustage serré avec la bague 1. La différence entre les diamètres d1 et d2 peut être de l'ordre de 0,01 A 0,5 mm.En raison de la différence entre ces diamètres d1 et d2, les lèvres 5 subissent une déformation élastique lorsque lton monte le joint et sont écartées à force jusqutaux positions représentées sur la figure 2 en trait plein, les lèvres 5 étant alors en contact étanche avec la cage intérieure 1. Le contact entre les lèvres 5 et la cage 1 donne naissance & un frottement au moment où le palier se met à tourner et, par suite, à un développement de chaleur. Cette chaleur provoque la fusion et la déformation des lèvres 5 au niveau de leurs pointes, de telle sorte que ces dernières prennent finalement une déformation permanente conformément à la figure 3, après une période initiale de rodage du palier.Par suite, il existe ut très faible jeu entre les lèvres 5 et la surface en regard de la cage intérieure 1, et il ne peut donc plus y avoir de glissement des lèvres 5 par rapport d cette cage intérieure 1. Si on le désire, le joint peut être réalisé en deux pièces, telles que les pièces 7 et 8 de la figure 4, au lieu de consister en une seule plaque 3, chacune de ces deux pièces 7 et 8 comportant une lèvre et les deux pièces étant voisines l'une de l'autre. Le joint selon l'invention peut encore ne comporter qu'une seule pièce, comme la pièce 7 ou la pièce 8, avec une unique lèvre effilée, dont une surface est un prolongement d'une face de ladite pièce. La figure 5 représente un arbre tournant 9 entouré par un support cylindrique fixe comprenant un carter 10 muni, sur sa face intérieure 11 dirigée vers le pourtour de l'arbre 9, dtune gorge annulaire dans laquelle vient se loger le pourtour extérieur de la plaque d'étanchéité 3 constituant le Joint selon l'invention. il y a lieu de remarquer que la plaque d'étanchéité 3 peut encore être portée par la cage intérieure 1 du palier des figures 1 d 3, ou par l'arbre tournant 9 de la figure 5, la lèvre, ou chaque lèvre s'il y en a plusieurs, étant disposée sur le pourtour extérieur de la plaque et étant effilée en direction de ltextérieur. Dans un tel cas, le diamètre extérieur des lèvres doit être initialement un peu plus grand que le diamètre de la face correspondante de la cage extérieure 2 du palier sur la face 11 de la structure fixe. La différence entre les diamètres peut, dans ce cas, être également de l'ordre de 0,01 à 0,5mm. Bien entendu, aussi bien dans le cas du palier des figures 1 à 3 que dans le cas de l'arbre de la figure 5, si une seule des pièces tourne, n'importe laquelle des deux peut entre la pièce fixe, l'autre étant la pièce mobile; de plus, si les deux pièces tournent, cela nta aucune importance quelles tournent dans le même sens ou en sens contraires0 il va de soi que la presente invention a été décrite ci-dessus & titre explicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra y apporter toutes modifications de détail sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Joint destiné à assurer l'étanchéité entre deux pièces tournant l'une par rapport 9 l'autre, ce joint étant caractérisé en ce qu'il comprend un élément annulaire dtétanchéification en matière plastique, muni sur l'un de ses pourtours d'au moins une lèvre annulaire de forme effilée, dont le diamètre & l'état de repos est tel que l'élément d'étanchéification forme un ajustage serré avec une surface correspondante de Igne des pièces entre lesquelles on veut assurer ltétanchditeS de telle sorte que, lorsque l'on monte ce Joint, il se produit une déformation élastique de la ou les lèvres, cette déformation assurant l'4tançhéité suivant ladite surface. 2. Joint étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que la différence initiale entre le diamètre de la pointe effilée de la lèvre et le diamètre de la surface correspondante de la pièce & rendre étanche est comprise entre 0,01 et 0,5 mm. 3. Joint étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément annulaire d'étanchéification présente des faces planes parallèles, la lèvre, ou chaque lèvre s'il y en a plusieurs, étant située d'un c8té de l'élément annulaire et présentant une surface qui est un prolongement dtune face de cet élément annulaire. 4. Joint étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu deux éléments annulaires d'étanchéification, chacun ne comportant qu'une seule lèvreannulaire qui assure l'étanchéité, ces deux éléments étant situés à une certaine distance l'un de l'autre dans la direction longitudinale. 5. Joint étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément annulaire d'étanchéitécomporte deux lèvres annulaires symétriques par rapport au plan de symétrie radiale de l'élément annulaire. 6. Joint étanche selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière plastique dont est constitué ledit élément annulaire d'étanchéité est telle que son échauffement par frottement, provoqué par la mise en fonctionnement du Joint, est suffisant pour produire une fusion partielle et un durcissement de la lèvre, ou de chaque lèvre, ce qui donne naissance à un faible jeu entre la lèvre, ou chaque lèvre, et la surface correspondante contre laquelle est appliquée cette lèvre. 7. Procédé de réalisation d'un joint étanche entre deux pièces tournant l'une par rapport & l'autre, ledit procédé étant caractérisé en ce qutil consiste à monter un élément dtétanchéification en matière plastique entre ces deux pièces, cet élément comportant au moins une lèvre annulaire de forme effilée sur un de ses pourtours qui, lorsque lton adapte le Joint, se trouve déformée par élasticité sur la surface en rotation que l'on veut rendre étanche, puis à faire tourner les deux pièces une par rapport à l'autre de manière à provoquer une déformation permanente de la lèvre, ou des lèvres, sous lteffet de l'échauffement par frottement, en vue de réaliser un joint à faible jeu annulaire sur ladite surface tournante.