Brevet FR2002071A1 — publié le 19691003

t 2002071 la présente invention concerne les joints d'étancliéité pour de» joints de face qui sont uitlisés par exemple lorsqu'on . désire établir un joint d'étancliéité entre un arbre rotatif et un carter fixe, le joint primaire étant effectué entre un joint 5 d'étancliéité fixe venant en prise avec l'enveloppe fixe et un autre joint annulaire venant en prise avec l'arbre rotatif. Des joints placés entre les joints d'étancliéité et les pièces fixes ou rotatives associées de la machine sont à leur tour formés au moyen de joints secondaires. 10 Parmi d'autres matières utilisées dans ces anneaux de joints pour joint de face, il y a le carbone, le bronze, l*acier * trempé, des matières céramiques ou du carbure fritté. Des anneaux toriques, des manchons, des clavettes, des soufflets ou organes analogues sont habituellement utilisés comme joints 15 secondaires entre les joints d1étanchéité» Si la matière utilisée dans les joints d1étanchéité est le carbone, le bronze ou une autre matière qui peut être tournée, il n'y a pas grande difficulté pour assurer les tolérances de fabrication nécessaires pour les joints primaires et secondaires. Si les joints 20 sont faits en matières dures, d'autre part, par exemple en matières frittées telles que matières céramiques ou carbure fritté, les tolérance-s de fabrication sont relativement grandes étant donné les variations produites dans le frittage. Le tournage de matières frittées de ce genre n'est actuellement pas 25 possible, mais les joints doivent être rectifiés afin d'obtenir les tolérances nécessaires* Cette rectification nécessite des meules en diamant et est en conséquence, très coûteuse. la présente invention vise à éliminer, ou tout au moins à . réduire grandement, le travail de' rectification de joints d'é-30 tanchéité-de ce genre pour économiser la matière de joints coûteuse et pour produire des joints d'étanchéité faits en matières dures pouvant être fabriqués aussi facilement que possible sous Une forme donnée, de préférence avec une section rectangulaire. Ce résultat est obtenu conformément à l'invention du fait 35 que le joint d'étanchéité est composé de deux parties qui sont placées dans un moule de vulcanisation et assemblées en les liant à un anneau-de caoutchouc, l'une des pièces constituant le joint d*étanchéité réel étant en matières dures et l'autre étant constituée par Une pièce de garniture et de support pour le joint 4-0 secondaire. le joint secondaire peut avantageusement être effeo- 69 037 6 2 à tué au moyen de caoutchouc vulcanisé* Un joint d'étancliéité selon l'invention est ainsi caractérisé par tua anneau de support, un anneau de matières dures et un anneau de caoutchouc lié à la fois à l'anneau de support et à l'anneau en matières dures. 5 Les avantages de ce procédé de fabrication sont que l'on utilise une forme pouvant être obtenue aisément à la fabrication pour la pièce en matière dure frittée, de préférence une forme rectangulaire ou analogue, et que le volume de la pièce frittée coûteuse est grandement réduit. L'anneau de liaison vulcanisé 10 est de plus très bien approprié pour former par exemple, im joint à lèvre ou il peut être compressible afin d'assurer l'entraînement ou la retenue de l'anneau d'étanchéité. Bien que des anneaux frittés aient usuellement de grandes tolérances, la précision des dimensions de l'ensemble du joint annulaire est au 15 moins équivalente au cas d'un anneau torique ou d'un manchon, placé sur un anneau de joint meulé ou tourné. L'anneau de support peut être fait en une tôle étirée et emboutie ou il peut être tourné. H peut aussi être conçu pour dissiper la chaleur de friction provenant de l'anneau en matière 20 dure et doit en conséquence se placer de préférence de niveau contre ce dernier. L'invention et d'autres développements de celle-ci ressor-tent de la description qui suit et des dessins annexés illustrant certaines réalisations de l'invention appliquée à des 25 joints de face. les fig. 1 et 2 représentent partie en coupe verticale des anneaux de joint selon l'invention partiellement combinés avec des segments ou anneaux toriques. ■ La fig. 3 est une vue analogue d'une réalisation particu-30 lière de l'invention comportant un anneau de caoutchouc utilisé pour l'entraînement. • - La fig. 4 représente line réalisation particulière de l'invention comportant un anneau de caoutchouc affectant- la foorme d'un joint à lèvre et l'autre étant axialement compressible. 35 La fig. 5 représente unè réalisation de l'invention com portant un anneau de support tourné, un anneau de caoutchouc comportant des pattes d'entraînement et un joint torique. Dans toutes les figures, 1 désigne l'anneau de support, 2 l'anneau en matière dure et 3 l'anneau de caoutchouc vulca- î 69 03762 3 2002071 nisé» En outre, dans tous les cas, on suppose qufil y a lieu i d'assurer 1'étanchéité autour drun arbre rotatif 4 par rapport, à une pièce fixe 5 au moyen d'un joint de face, les anneaux d'étanchéité ayant la forme envisagée par l'invention. Par an— 5 neau d'étanchéité, on entend dans ce contexte et dans tout ce qui suit, un ensemble constitué par un anneau de support, un anneau en matière dure et un anneau en caoutchouc. Dans le joint de face de la fig. 1, l'anneau d1étanchéité supérieur est associé à un anneau torique qui bute à la fois 10 contre la pièce fixe 5 et contre l'anneau de caoutchouc vulca- ; nisé~ 3. de l'anneau d1étanchéité. Ce procédé de construction présente certains avantages du fait que des qualités différentes de caoutchouc peuvent être utilisées pour les anneaux de caoutchouc 5 et 6. 15 L'anneau d'étanchéité inférieur présente un anneau de support ■ '1' comportant des pattes d'entraînement -11 qui glissent dans j des évidements 12 d'un couvercle 13 qui contient aussi un res- j sort 10 pour la compression des deux anneaux en matière dure j 2. et .2'"' du joint de face. Le couvercle 13 est maintenu en place j 20 par un manchon taraudé 14 vissé sur la partie filetée de l'arbrej *• - | Dans la réalisation de la fig. 2, dans l'anneau de joint j supérieure, un anneau de caoutchouc unique -3 assume la fonction; que est dévolue dans la réalisation de la fig. 1 à l'anneau 25 torique 6 et à l'anneau de caoutchouc 3 ensemble. Cependant, dans l'anneau de joint inférieur, l'anneau -torique 6' a été retenu. Mais ici, l'anneau torique 6' et l'anneau de caoutchouc 3' sont placés sur des côtés différents de l'anneau de support 1 ' s l'anneau torique 6' assure le' joint entre l'arbre et l'anneat 30 de joint inférieur en étant comprimé en direction axiale par une - rondelle 9- L'anneau de caoutchouc 31 établi un joint entre l'anneau de matière dure 2' et l'anneau de support 1' d'une part et le couvercle 13 d'autre part."Ici de nouveau, le cou-- - vercle est fixé à la pièce rotative par un écrou " 14. 35 Dans la réalisation de la fig. 3> le ressort" )0 a été placé dans.la pièce fixe supérieure, l'anneau de caoutchouc 3 étant réalisé plutôt plus grand que le diamètre d'un trou alésé dans la pièce fixe, de sorte que l'anneau.de joint supérieure est fixé dans le sens périphérique. L'anneau de joint inférieur 3' est 69 03762 4- établi plutôt avec un diamètre intérieur plus faible que celui de lfcrbre 4 à l'épaulement 7. L'anneau de joint inférieur s-iit ainsi la. rotation de l'arbre. L'épaulement 7 sert en même temps de butée pour l'anneau de support de l'anneau de joint 5 inférieur. Ceci assure une dissipation tout à fait satisfaisante de la chaleur de friction provenant de l'anneau de matière dure inférieur et passant par l'anneau de support à l'arbre. Dans la réalisation de la fig. 4, l'anneau de caoutchouc 3 de l'anneau de joint supérieur a été réalisé sous forme de joint 10 à lèvre. Ceci suppose une plus grande pression au-dessus du joint de face qu'au-dessous suivant le dessin. Cette pression supérieure presse la lèvre 31 du joint à lèvre contre l'évidement de la partie fixe en assurant ainsi un joint croissant avec une pression croissante de même que l'action d'entraînement. 15 L'anneau de joint inférieure de la fig. 4 a également une forme spéciale. L'anneau de support 1' présente un filet exté^ -rieur 7 venant en prise avec un taraudage de 1'écrou-couvercle 8. Lorsque 1*écrou-couvercle 8 est vissé sur l'anneau de support 1 *, l'anneau de caoutchouc 3' est comprimé axialement au moyen de 20 la rondelle 9» en se dilatant radialement, ce qui fait que l'anneau de support inférieur peut être maintenu à une hauteur optimale sur l'arbre 4 et avec une force réglable selon le degré du ser--rage. Dans la réalisation de la fig. 5> l'anneau de support 1 de 25 l'anneau de joint supérieur est inséré dans la pièce fixe 5 par emmanchement à force et par sa grande surface de contact il assure une excellente dissipation de la chaleur de friction produite entre les anneaux de matière dure 2 et 2'. L'anneau de caoutchouc in^ 30 férieur 3' assure la liaison entre l'anneau de matière dure 2' et un anneau de support tourné 1'. L'anneau de caoutchouc 3' comporte également des pattes 11 s'engageant dans des évidements 12 du couvercle 13 pour entraîner l'anneau de joint. Le couvercle ï3 est conçu ici pour être pressé contre l'épaulement annulaire 7 35 de l'arbre 4 par un dispositif non représenté. Pour compenser l'usure des anneaux de métal dur, un anneau de joint est soumis comme dans les autres réalisations ,à l'action d'un ressort dirigée contre l'autre anneau de joint. Une caractéristique commune aux réalisations représentées est 69 03762 5 2002071 celle que l'anneau de support 1 s'applique en partie contre l'anneau en matière dure 2. L'anneau de support 1 et l'anneau en matière dure 2 sont liés ensemble par l'anneau de caoutchouc 3» Cet anneau peut être constitué par une qualité convenable 5 de caoutchouc, en premier lieu pour former une union sûre entre les anneaux de matière de support et de matière dure et par suite être combiné avec un anneau torique ou un anneau analogue de caoutchouc en une qualité de caoutchouc convenant spécialement aux fins "d'étanchéité. L*anneau de caoutchouc 3 peut être formé à titre 10 de variante d'une façon spéciale et dans ce cas par exemple il peut remplacer des anneaux d'étanchéité supplémentaires des organes d ' entraînement et/ou servir comme joint à lèvre. Le rôle de l'anneau de caoutchouc ensemble avec l'anneau de support, qui peut être embouti ou découpé sur une tôle ou qui peut être tourné, est 15 de compenser les tolérances de fabrication plus ou moins inévitables de l'anneau en matière dure. Ce dernier peut ainsi avoir un plus faible volume et en outre il suffit de le rectifier à.la meule sur la surface qui doit buter contre la surface de joint, par exemple un autre anneau en matière dure. 20 L'invention permet ainsi la fabrication d'anneaux de joint en matière dure d'une réalisation nouvelle et avantageuse, en économisant le temps, les frais et la matière. 69 03762 6 2002071 REVENDICATIONS 1- Anneau de joint pour joint de face caractérisé par un anneau de support 1, un anneau en matière dure 2 et un anneau de caoutchouc 3 liés tous deux à la fois à l'anneau de support 5 et à l'anneau en matière dure. 2- Anneau de joint suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'anneau en matière dure 2 est en matière frittée et a une section facile à établir à la fabrication, de préférence rectangulaire. 10 3- Anneau de joint suivant l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que l'anneau en matière dure 2 est en partie de niveau avec l'anneau de support 1. 4- Anneau de joint suivant l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que l'anneau de caoutchouc vulcanisé 3 forme 15 un joint secondaire. 5- Anneau de joint suivant l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le joint secondaire affecte la forme d'un joint à lèvre 31 « 6- Anneau de joint suivant l'une des revendications 1 à 5 20 caractérisé en ce que l'anneau de caoutchouc vulcanisé 1 est disposé de façon à être comprimé dans une direction et à produire ainsi l'entraînement ou la retenue de l'anneau de joint. 7- Anneau de joint suivant l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que la disposition est faite de façon que la 25 compression se produise en direction axiale et soit réglable. 8- Anneau de joint suivant l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'anneau de support 1, est constitué par une pièce de tôle emboutie ou découpée à 1*emporte-piècè ou encore par un anneau tourné. 30 9- Anneau de joint suivant l'une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que l'anneau de support 1 comporte des parties 11 pour entraîner ou retenir l'anneau de joint. 10- Anneau de joint suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'anneau de caoutchouc 3 comporte des 11 pour entraîner l'anneau de joint.