Brevet FR2008492A1 — publié le 19700123

La présente invention concerne des joints étanches à l'huile destinés à des arbres rotatifs et en particulier un joint étanche à 1':tuile ayant un seul talon renforcé. Les joints tanches à lthuile comprennent Ane bague d'étanchéité molle placée dans l'espace annulaire formé entre un arbre rotatif et une enveloppe dans laquelle l'arbre est monté pour empêcher le passage de l'huile ou d'un autre fluide dans un sens axial et pour empêcher le passage de saletés ou d'une autre aatière étrangère dans l'autre sens axial. La bague d'étanchéité molle com- prend une partie de lèvre qui vient en contact et forme un joint étanche mobile avec la surface externe de l'arbre. Ces joints étanches utilisent souvent un ressort à jarretière pour mettre la partie de lèvre en contact avec l'arbre sous la pression exigée.Ces joints étanches à l'huile exigent une base ou partie de montage rigide et dans un grand nombre de buts il s'est avéré avantageux de fournir une telle base sous la forme d'une enveloppe métallique annulaire qui peut être ajus-tée à la presse dans une ouverture circulaire formée dans un élément de machine tel qu'un carter de machine. L'enveloppe métallique a une ouverture centrale à travers laquelle s'étend un élément interne de la machine tel qu'un arbre rotatif. l'e talon d'une bague d'étanchéité molle peut être monté dans l'enveloppe entre deux rebords de l'enveloppe s'étendant radialement, dont un peut être rabattu par étampage.Un problème qui se pose pour serrer le talon d'une bague d'étanchéité molle dans une enveloppe métallique, en particulier destinée à être utilisée avec des arbres plus épais, réside dans le fait que la bague d'étanchéité peut avoir tendance à pénétrer dans l'enveloppe et à se déplacer de l'intérieur de celle-ci. On sait augmenter la rigidité du talon d'une bague ltétanchéité molle en incorporant, dans la partie de talon un élément de renforcement tel qu'il est représenté dans le Brevet des Etats-Unis d'Amérique N 2.46.553. Un autre problème posé pour utiliser ces enveloppes métalliques réside dans le fait que l'enveloppe est parfois endommagée par l'arbre lorsqu' on installe l'arbre. La présente invention se propose -de fournir un joint étanche à l'huile perfectionné qui comprend un seul talon renforcé; tie fournir un joint étanche à l'huile à deux duretés dans lequel la partie de talon est faite d'une matière relativement dure et rigide et la partie de lèvre est faite d'une matière relativement molle et flexible, les parties étant liées l'une à l'autre pour former une bague d'étanchéité monobloc; -de surmonter le problème mentionné ci-dessus, posé par l'endommagement de l'enveloppe métallique d'un joint étanche à l'huile en fournissant un joint étanche à l'huile perfectionné qui n' exige pas l'utilisation d'une enveloppe métallique.Toutefois, si on désire utiliser une enveloppe pour un joint étanche fabriqué suivant la présente invention, celle-ci peut être d'une construction relativement moins coûteuse. La présente invention concerne un joint étanche à lthuile à deux duretés destiné à un arbre rotatif dans lequel la partie de lèvre qui forme un joint étanche mobile avec la surface externe de l'arbre est fait d'une matière relativement molle et flexible et la partie de talon est faite d'une matière relativement plus dure et plus rigide, les deux parties étant réunies par fusion pour former une bague d'étanchéité monobloc. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre,faite en regard du dessin annexé donnant à titre explicatif~mais nullement limitatif deux formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ce dessin La figure 1 est une vue en coupe transversale à travers une forme de réalisation préférée de l'invention,et La figure 2 est une vue en coupe transversale à travers une seconde forme de réalisation préférée de la présente invention. La figure 1 montre un joint étanche 2 construit suivant la présente invention pour entre utilisé entre une enveloppe fixe 4 et un arbre rotatif 6 qui s'étend à travers une ouverture 8 formée dass l'enveloppe. Be joint 2 entre avec un ajustage serré à la presse dans l'ouverture circulaire 8 et de préférence contre un épaulement 10 de l'enveloppe. 1e joint étanche à l'huile 2 empêche le passage de l'huile ou drautres fluides le long de l'arbre 6, par exemple, de droite à gauche en observant la figure 1 et empêche également le passage de poussière ou d'autre matière étrangère dans le sens opposé le long de l'arbre. Suivant la présente invention, le joint 2 est fait d'une partie de talon relativement dure et rigide 12 et d'une partie de lèvre relativement molle et souple 14. La partie de talon et la partie de lèvre sont réunies par fusion en 15 pour former une bague d' étan- chéité annulaire monobloc. En fabriquant la partie de talon 12 de la bague d'étanchéité avec une matière relativement dure et rigide, on procure les avantages d'un talon renforcé sans subir la dépense et la complication propres à la technique antérieure dans laquelle un ressort hélicoSdal métallique séparé ou un élément analogue est incorporé dans la matière molle du talon du joint étanche.De préférence, les deux parties de talon et de lèvre de la bague d'étanchéité de la présente invention sont construites avec un élastomère tel que le nitrile, le polyacrylate, le chloroprène ou des élastomères à base de sillicone ou de fluor, mais elles peuvent être construites avec une autre matière telle que le caoutchouc, par exemple. De préférence, la partie de talon a une dureté Shore "A" comprise entre 80 et 95 environ. De préférence, la partie de lèvre a une dureté Shore "A" comprise entre 70 et 80 environ. De préférence, la partie de talon et la partie de lèvre sont liées l'une à l'autre, par exemple en étant réunies par fusion pour former une bague d'étanchéité monobloc. Dans une bague d'étanchéité quelconque, de préférence, les deux parties (talon et lèvre) sont faites de la même matière, mais peuvent être faites de matière différente. De préférence, le joint étanche à l'huile à deux duretés de la présente invention est fabriqué par un des deux procédés suivants. Be procédé préféré consiste en une extrusion et une cuisson et un second procédé préféré consiste en une extrusion et un moulage. La bague d'étanchéité peut être assemblée à l'état cuit ou moulé, ou une seconde opération peut être utilisée pour former sur sa surface une arête vive qui assure un joint étanche mobile avec l'arbre rotatif. C'est-à-dire que la lèvre peut entre complètement extrudée ou moulée dans sa forme et sa construction finies, ou elle peut être extrudée ou moulée en ayant une quantité de matière supplémentaire qui peut être rognée pour obtenir la forme désirée (de préférence une lèvre à arbre vive) par une opération secondaire. La partie de lèvre 14 comprend une surface 16 qui forme un joint étanche mobile avec la surface externe de l'arbre rotatif 6. La partie de lèvre 14 présente également une rainure annulaire 18 destinée à recevoir un ressort à jarretière 20 pour exercer une pression convenable sur la lèvre, de façon connue. La rainure présente une ouverture 22 délimitée par deux lèvres 24 et 26 qui sont suffisamment souples pour permettre l'introduction du ressort 20 dans la rainure, mais qui sont suffisamment rigides. pour y maintenir solidement le ressort à l'encontre de forces quelconques qui auraient tendance à le déloger pendant son utilisation. La figure 2 montre une autre forme de réalisation de la construction de joint étanche de la présente invention, destinée à être utilisée entre l'enveloppe fixe 4 et l'arbre rotatif 6. Dans cette forme de réalisation, la bague d'étanchéité annulaire 28, qui est faite d'une partie de talon relativement dure 30 réunie par fusion en 31 à une partie de lèvre relativement molle 32 comme décrit cidessus en ce qui concerne le joint étanche 2 de le figure 1, comprend également une enveloppe métallique 34 destinée a être utilisée dans des applications dans lesquelles un support supplémentaire est désiré ou nécessaire pour maintenir la bague d'étanchéité. L'enveloppe métallique 34 comprend une partie de rebord cylindrique 38 et deux parties de rebord radiales 40 et 42. L'enveloppe métallique 34 est ajustée à la presse dans l'ouverture 8 formée dans l'enveloppe 4.La partie de lèvre 32 comprend une surface 44 qui forme un joint étanche mobile avec la surface externe de l'arbre rotatif 6 et présente une rainure annulaire 46 destinée à recevoir un ressort à jarretière 48 comme décrit ci-dessus en ce qui concerne la bague d'étanchéité 2 de la figure 1. Ma bague d'étanchéité 28 est faite comme décrit ci-dessus par rapport au joint 2 de la figure le Un joint étanche à l'huile peut être fabriqué suivant la présente invention de façon que plus de deux parties soient réunies par fusion si on lé désire. Par exemple, la bague d'étanchéité de l'invention décrite ci-dessus peut comprendre une partie intermédiaire qui est réunie par fusion par une surface à la partie de talon et par la surface opposée à la partie de lèvre et qui peut avoir une dureté comprise entre celle de la partie de talon et celle de la partie de lèvre. Bien entendu l'invention,n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites et représentées et est susceptible de recevoir diverses variantes rentrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Joint étanche à l'huile destiné à assurer l'étanchéité d'un espace annulaire prévu, entre une enveloppe fixe et un arbre rotatif passant à travers une ouverture dans l'enveloppe caractérisé par le fait qu'il comprend une bague d'étanchéité annulaire ayant une partie de talon destinée à être montée dans ladite ouverture et une partie de lèvre destinée à former un joint étanche mobile avec la surface externe de l'arbre, la partie de talon étant construite avec une matière relativement dure et rigide, la partie de lèvre est construite avec une matière relativement molle et flexible les parties de talon et de lèvre étant liées l'une à l'autre. 2. Joint étanche à l'huile suivant la Revendication 1, caractérisé par le fait que la partie de talon a une dureté Shore "A" comprise entre 80 et 95 environ et que la partie de lèvre a une dureté Shore "A" comprise entre 70 et 80 environ. 3. Joint étanche à l'huile suivant la Revendication 1, caractérisé par le fait que la matière se compose d'un élastomère à base de nitrile. 4. Joint étanche à l'huile suivant la Revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend une enveloppe rigide destinée à recevoir et à maintenir la partie de talon, l'enveloppe comprenant deux rebords radiaux et un rebord cylindrique destiné à être ajusté à la presse dans l'ouverture formée dans l'enveloppe, les rebords formant un "U" dans lequel la partie de talon est reçue et maintenue. 5. Joint étanche à l'huile suivant la Revendication 1, caractérisé par le fait que la partie de lèvre comprend une rainure annulaire destinée à,recevoir et à y maintenir un ressort à jarretière annulaire. 6. Joint étanche au fluide destiné à assurer l'étanchéité d'un espace formé entre deux éléments pouvant tourner l'un par rapport à l'autre, caractérisé par le fait qu'il comprend une partie relativement dure et rigide liée à une partie relativement molle et souple. 7. Joint étanche au fluide destiné à assurer l'étanchéité d'un espace annulaire formé entre un élément rotatif et un élément fixe ayant une ouverture dans laquelle passe l'élément rotatif, caractérisé par le fait qu'il comprend une bague d'étanchéité annulaire ayant une partie de talon en une matière relativement dure reliée à l'élément fixe et une partie de lèvre en une matière relativement molle liée à la partie de talon et sëtendant radialement vers l'in t-ei'r verx l'élément rotatif et en contact d'étanchéité avec ce dernier. 8. Bague annulaire étanche à l'huile caractérisée par le fait qu'elle comprend une partie de talon s'étendant radialement vers l'extérieur faite d'une matière relativement dure liée à une partie de lèvre s'étendant radialement vers l'intérieur faite d'une matière relativement molle.