Brevet FR2004825A1 — publié le 19691205

La présente invention concerne une bague-joint étanche à éléments radiaux pour arbres tournants avec une arete de contact portant élastiquement sur la périphérie de l'arbre et une lèvre, faisant saillie du caté de la bague opposé à celui de la matière à contenir et s'avançant vers la périphérie de l'arbre. Dans les garnitures étanches connues de ce genre est prévue, d'un cEté de la bague-joint, une lèvre saillante, dirigée vers la périphérie de l1 arbre, mais n'agissant que pour empecher la poussière de pénétrer dans l'évidement interne de la bague. Le but de l'invention consiste à étendre le r8le rempli dans les bagues-joints de ce genre, du fait de sa conformation particulière, par la lèvre saillante s'ajoutant à l'arête de contact sur la périphérie de l'arbre, en criant, du cbté de cette arobe opposé à celui de la matière à contenir, des conditions de pression contrariant la pénétration de cette matière à travers l'arSte de contact. Pour réaliser ce but, l'invention prévoit de ménager, à intérieur de la bague-joint, entre son arête de contact et la lèvre faisant saillie sur la périphérie de l'arbre Jusqu'à un mince interstice, un espace qpi entoure la gaine d'air entraSnée en rotation par l'arbre et de munir les surfaces latérales de la livre qui délimitent cet espace d'une série de nervures pénétrant dans celui-ci et s'étendant en longueur transversalement par rapport à la circonférence de l'interstice0 Dans une bague-joint pour arbres suivant l'invention, il existe par conséquent dans l'espace fermé entre l'are- te de contact et la lèvre saillante de la bague d'une part et la périphérie de l'arbre d'autre part, à l'intérieur de la gaine d' air tournant, de manière connue, avec l'arbre, des mouvements de l'air qui s'opposent, au sens d'un colmatage de l'arete de contact à la pénétration de la matière à travers cette arête. Cette action intervient ici sans le profilage de la structure des surfaces déli- mitant l'arete, souvent prévu dans les bagues-joints connues, et sera expliquée plus en détail dans la description d'un exemple de réalisation. D'autres exemples de réalisation de l'invention ressortent aussi de leur description qui va cuivre et des sousrevendications y relatives. et Ces exemples sont représentés dans le deasin an nexé/exposés plus en détail dans la description. Dans le dessin - La figure t représente la partie supérieure, vue en coupe, d'une bague-Joint pour arbres tournants, mise sous tension, c'est-à-dire emmanchée sur l'arbre; - La figure 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la figure i; - La figure 9 est une coupe similaire de nervures d'une autre conformation; - La figure 4 est encore une coupe similaire de nervures d'une troisième variante de structure; - La figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 1, mais à plus grande échelle; - La figure 6 est une coupe, similaire à celle de la figure 5, de nervures d'une autre forme de section transversale. La bague-joint 11 fixe en matière plaetique souple emmanchée sur l'arbre tournant 10 présente du côté opposé à celui de la matière à contenir une paroi frontale 11a. b celle-ci Be rattache à angle droit une paroi frontale I lb. De la face interne de la paroi frontale s'étend, à l'intérieur de la bague-Joint, 'me lèvre d' étanchéité 11c inclinée légèrement vers l'axe de la bague. Deux parties coniques 11e et 11f de la face inférieure de la livre 112 constituent une arobe de contact 11d. Quand la bague-joint 11 est engagée sur l'arbre 10 avec élargissement élastique de l'extré- mité de la lèvre 112 présentant l'arête de contact 11d, cette arête est serrée sous une tension initiale sur la périphérie ds l'arbre 10, de serrage étant renforcé encore par un collier 15 fait d'un ressort hélicoïdal entourant sous tension la lèvre 11c. Outre la livre i 11c, la paroi frontale 11a présen- te encore une lèvre supplémentaire 11g, faisant saillie vers la périphérie de l'arbre 10, sans cependant la toucher, mais en laissant un interstice 19 entre elle et la périphérie de l'arbre. La surface interne de la lèvre saillante 11g est garnie d'une série de nervures 11h, qui pénètrent dans espace 13 délimité, en dehors de la surface interne de cette lèvre ilg, par une partie conique i il de la surface inférieure de la lèvre 11c et par la périphérie de l'arbre 10. Les nervures 11 s'étendent en longueur chacune dans un plan sensiblement radial par rapport à la bague 11 ( voir les figures 1 et 2).Vues en coupe, elles ont un profil conique (voir la figure 5) se rétrécissant de la base de la nervure vers le sommet0 L'espace 13, représenté en coupe transversale dans la figure 1, a une forme annulaire tout comme la gaine d'a qu'il renferme, entraînée par la rotation de l'arbre 10. A l'intérieur de cette gaine annulaire tournante, se produit un mouvement additionnel de rotation (tourbillonnement) de l'air, suivant un cercle fermé autour d'un axe annulaire fictif 13a de l'espace annulaire 13.Le sens de cette rotation supplémentaire est indiqué dans la figure 1 par la flèche A. Cette rotation résulte de ce que, dans la partie de l'espace 13 située à gauche de l'axe 13~, donc vers la lèvre d'étanchéité, et dans 1' espace 14 lui succédant, délimité par la partie conique 11e de la face inférieure de la lèvre et la périphérie de l'arbre, l'air est entraîné dans un mouvement rapide autour de l'axe de cet arbre et se trouve, de ce fait, comme dans une soufflerie radiale, refoulé radialement vers l'extérieur. Du côté opposé à celui de l'interstice 12 de l'axe de rotation i3 la circulation de la gaine d'air autour de Blase de l'arbre est cependant freinée par les nervures 11h, pénétrant dans l'espace 13, qui sont prévues sur la lèvre saillante 11g, de sorte que, de ce côté de l'axe de rotation 13â, l'effet de soufflerie dirigé radialement par rapport à cet axe ne se produit pas ou est faible.Des pressions différentes s'établissent donc des deux côtés (vus dans le sens longitudinal de la bague-joint 11) de l'axe de rotation tourbillonnaire 13 La compensation de pression entre la partie de l*aine d'air tournée vers l'arête étanche 11d et tournant rapidement autour de saute de l'arbore 10, d'une part, et l'antre partie de cette gaine d'air, pratiquement immobile par rapport à cet axe 10, conduit à la rotation tourbillonnaire mentionnée, autour de l'axe 13a formant une circonférence. Cette rotation tourbillonnaire s'effectuant dans le sens de la flèche À provoque toujours - indépendamment du sens de rotation de l'arbore 10 le long de sa surface - un courant d'air parallèle à l'axe de l'arbre et dirigé vers l'arête de contact lld. L'huile qui sort à cet endroit est donc repoussée vers cette arête d'étanchéité et une pression un peu plus élevée est maintenue constamment dans l'espace 14, peu accessible au tourbillon d'air. La conformation des nervures 11h sur la face interne de la lèvre saillante 11g peut ttre encore mieux adaptée à leur but, qui est dtempecher dans l'espace 13 la rotation de la gaine d'air autour de l'axe de l'arbre 10.Au lieu de la conforma- tion suivant les figures 1 et 2, dans laquelle les nervures 11h s'étendent en longueur sensiblement dans des plans radiaux par rapport à la bague il, on peut encore prévoir, suivant la figure 4, que les nervures 11h" s'étendent dans le sens longitudinal, en formant, dans le sens contraire, à celui de la rotation de l'arbre, un angle &alpha; avec le plan radial correspondant de la bague-joint 11. On peut prévoir en outre, aussi bien dans l'un que dans l'autre cas des deux variantes venant d'être exposées, que les nervures 11h' aient, comme dans la figure 3; un trace sinueux dans le sens longitudinal. Au lieu du profil conique donné aux nervures dans les figures 1 ,2 et 5, on peut également prévoir que les nervures 11h présentent, vues suivant une coupe imaginaire allant du pied au sommet d'une nervure, un profil détalonné avec une partie de tête grossie 11" suivant la figure 6. REVEND I CÂTIONS 10/ - Bague-joist étanche à éléments radiaux pour arbres tournants avec une arête de contact portant élastiquement sur la périphérie de l'arbre et une lèvre, faisant saillie du côté de la bague opposé à celui de la matière à contenir et s'avançant vers la périphérie de l'arbre, caractérisée en ce qu'à l'intérieur de la bague-joint, entre son arête de contact(11d) et la lèvre (ils) faisant saillie vers la périphérie de l'arbre (10) jusqu'à un étroit interstice (12), est ménagé un espace (13) qui entoure la gaine d'air entrainée en rotation par l'arbre (10),et que , sur les surfaces latérales de la lèvre saillante (11g) délimitant cet espace (13) est prévue une série de nervures (i 1h) pénétrant dans cet espace (I 3) et s' étendant en longueur transversalement par rapport à la circonférence formée par l'interstice (12). 20/ - Bague-joint étanche à éléments radiaux pour arbres tournants suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les nervures (11h) s'étendant dans le sens longitudinal sensiblement dans des plans radiaux par rapport à la bague (11); 30/ - Bague-joint étanche à éléments radiaux pour arbres tournants, suivant la revendication1, caractérisée en ce que les nervures (11h") s'étendent dans le sens longitudinal en formant, dans le sens contraire à celui de la rotation de l'arbre, un angle ( d ) avec le plan radial correspondant de la bague-joint (11); 40/ - Bague-joint étanche à éléments radiaux pour arbres tournants, suivant les revendications i et 2, ou 1 et 3, caractérisée en ce que les nervures (11h') ont un tracé sinueux dans le sens longitudinal; ; 50/ - Bague-joint étanche à éléments radiaux pour arbres tournant suivant la revendication 1 ou l'une des sut vantes, caractérisée en ce que les nervures (11h) présentent, vues en coupe imaginaire allant de la base au sommet de la nervure, un profil conique; 60/ - Bague-Joint étanche à éléments radiaux pour arbres tournants suivant la revendication 1 ou 1 'une des suivantes caractérisée en ce que les nervures (11h) présentent, vues en coupe imaginaire allant de la base au sommet de la nervure, un profil détalonné; 70/ - Bague-joint étanche à éléments radiaux pour arbres tournants suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le profil détalonné des nervures (11h) présente une partie de tête grossie (11" ').