Brevet FR2013337A1 — publié le 19700403

L'invention concerne une bague de joint glissant agissant axialement. Cette bague se compose de deux parties au moins dont l'une se présente sous la forme d'une pièce porteuse tandis que l'aulne partie, extérieure, voisine de la première en direction axiale se présente sous la fornie dbne pièce de glissement, une couche intermcdiaire étant prévue entre ces deux pièces. On connait une bague de contact pour joints à bague coulissante agissant axialement dans laquelle la pièce de glissement a une épaisseur axiale plus grande que celle de la couche intermédiaire. De ce fait, la pièce de glissement a une épaisseur axiale relativement grande, ce qui conduit à des dépenses relativement élevées, étant donné que la pièce de glissement est en règle générale en une matière de qualité et par conséquent coûteuse. L'épaisseur axiale relativement grande de la pièce de glissement conduit en outre à des dimensions relativement grandes de la bague de contact, qui nécessitent à l'endroit du montage un emplacement de grandeur appropriée. D'autres inconvénients résultent, dans la forme de réalisation connue, de ce que la couche intermédiaire est très mince et par suite non élastique. Si cette couche intermédiaire se trouve comprimée à un endroit en raison d'une très faible déviation du joint, il se produit, en raison de son manque dtélasticité, des différences relativement grandes pour ce qui concerne la force d'application de la pièce de glissement annulaire sur son pourtour, de sorte qu'après une durée de marche relativement courte on constateque ltefficacité de l'action d'étanchéité a fortement diminué. L'invention a pour objet de créer une bague de joint glissant du genre indiqué au début telle que soient assurées de bonnes propriétés de marche malgrè une constitution simple et de faibles dimensions. Dans une bague de joint glissant pour joints à bague de glissement agissant axialement, se composant de deux parties au moins dont ltune se présente sous la forme d'wle pièce porteuse tandis que l'autre partie, extérieure, voisine de la p--emière, se présente sous la forme d'une pièce de glissement, et dans laquelle il est prévu entre ces pièces une couche intermédiaire, la pièce de glissement est suivant l'invention, plus mince que la couche intermédiaire. Etant donné que la couche intermédiaire peut être exécutée très mince dans des cas déterminées, par exemple sous la forme d'une couche collée et que d'un autre côté la pièce de glissement est encore plus mince que la couche intermédiaire, il en résulte une constitution simple de la bague de joint glissant, pour de très petites dimensions de cette dernière. En outre, de bonnes propriétés de roulement sont assurées quand la bagge mobile c'est-à-dire tournante, étant donné que la pièce de glissement mince ne présente qu'une masse extrèmement faible. Toutefois, la bague de joint glissant suivant l'invention peut être prévue non seulement sous la forme de bague tournante mais aussi sous la forme de bague fixe et l'on peut alors envisager d'utiliser dans un joint à bague de glissement deux bagues de roulement identiques suivant l'invention, de telle manière que l'une des bagues fonctionne en tant que bague de joint glissant et l'autre en tant que contre-bague. Il contact que l'épaisseur de la pièce de glissement soit inférieure à 1 mm. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la couche intermédiaire est en une matière élastique de préférence compressible de sorte que la surface de glissement de la pièce de glissement peut s'adapter pour ce qui concerne sa position aux conditions particulières et possède aussi, s'il se produit, le cas échéant, des vibrations une action d'étanchement remarquable. Si en raison d'une faible déviation du joint, la couche intermédiaire-se trouve comprimée à un endroit, il su a modification à cet endroit de la force avec laquell-l la couche intermédiaire élastique presse la pièce de glissement contre la surface de glissement lui faisant face, que dans une faible mesure, en raison de la dimension axiale relativement grande de la couche intermé daire, de sorte que la pièce de glissement ou les deux pièces de glissement de bagues de joint glissant, coopérant entre elles, même dans le cas d'une telle déviation) sont poussées l'une contre l'autre sur tout le pourtour d'une manière sensiblement uniforme. La couche intermédiaire peut etre constituée d'une manière simple par une matière synthétique. Il est alors avantageusement possible de fabriquer la couche intermédiaire en une matière poreuse par exemple en caoutchouc mousse à pores fins, de telle manière que la couche intermédiaire soit non seulement légère, mais aussi d'une grande élasticité. Suivant un prolongement particulièrement avantageux de l'idée inventive, la couche intermédiaire, tout au moins en position de service, fait saillie radialement vers l'extérieur au-delà du restant de la bague de joint glissant. Il est ainsi possible d'utiliser la couche intermédiaire comme pièce de centrage au moyen de laquelle la bague de joint glissant est centrée dans sa position dans un alésage approprié sans que soient nécessaires à cet effet d'autres moyens spéciaux.D'un autre côté, la couche intermédiaire p.;ut, dans la forme envisagée, être utilisée aussi comme pièce d'étanchement étant donné qu'au moyen d'undimensionnement approprié de la couche intermédiaire, on peut obtenir un ajustement suffisammant serré de la bague dA joint glissant dans l'alésage qui la reçoit de sorte qu'on peut renoncer aux bagues toriques qui étaient jusqu'à présent necessaires pour ltétanchement du pourtour de la bague de.joint glissant. D'une manière correspondante, on peut obtenir aussi un centrage et (ou) un étanchement, radialement vers l'intérieur sans moyens spéciaux, par exemple par rapport à un arbre, si la couche intermédiaire, tout au moins à l'état de service, fait saillie radialement vers l'intérieur au-delà du restant de la bague de joint glissant.Cette forme de la couche intermédiaire, conformément à laquelle elle fait saillie radialement vers l'intérieur ou vers l'extérieur, donne aussi la possibilité de prévoir pour la couche intermédiaire à l'état détendu une valeur axiale suffisamment grande qui se trouve alors diminuées, à ltétat de montage, ou fait que la couche intermédiaire élastique est comprimée et s'échappe raidalement vers l'extérieur et (ou) vers l'intérieur au-delà du restant de la bague de joint glissant, de telle sort que cette bague présente malgrè tout un faible encombrement. On peut obtenir ce résultat d'une manière avantageuse en constituant la couche intermédiaire élastique sous la forme d'un élément travaillant par écrasement. Suivant une autre forme avantageuse de l'idée inventive la couche intermédiaire élastique est prévue sous forme d'élément élastique pour la pression entre surfaces de glissement, de sorte que la pression entre les surfaces de glissement qui est dirigée axialement, est produite tout au moins en partie par la couche intermédiaire élastique et qu'on obtient ainsi une nouvelle simplification de la constitution du Joint à bague de joint glissant. Conformément à une autre proposition suivant l'invention, les surfaces circonférentielles de la pièce de glissement et de la couche intermédiaire et (on) de la couche intermédiaire et de la pièce porteuse ont de préférence, à l'état détendu, des génératrices communes et ont de préférence des diamètres égaux ce qui permet une fabrication simple de la bague de joint glissant. Dans une forme de réalisation préférée de l'objet de l'invention ane partie au moins est annulaire ou bien de préférence toutes les parties de la bague de joint glissant sont annulaires de sorte qu'elles peuvent dtre montées d'une manière simple et possèdent une grande résistance. Pour augmenter par exemple l'action élastique de la couche intermédiaire og bien encore pour obtenir une diminution de poids, on peut munir la couche intermdiaire au moins d'un bombement1 d'une rainure, d'une gorge, etc,.. Pour qu'il soit possible de changer facilement et aux moindres frais des pièces de la bague de joint glissant suivant l'invention, par exemple à l'occasion d'une réparation , la couche intermédiaire est librement en contact avec la bague de glissement et (ou) avec la bague porteuse, de sorte qu'il est par conséquent possible de remplacer, sans difficultés, soit la seule bague por teuse soit la seule couche intermédiaire, tandis que la bague porteuse qui, la plupart du temps, ntest pas exposée à un usurc importante peut être conservée Mais il peut être aussi avanbageux, pour certains usages; que la pièce de glissement soit assenblée rigider.1ont avec la pièce porteuse par l'intermtdiaire de la couche intermdiaire, de préférence par collage, par soudage ou par vulcanisation. Dans chaque cas, une pièce au moins, par exemple, la pièce de glissement ou la couche intermédiaire ou la pièce porteuse peut se composer d'éléments isolés tels que des segments et Qtre par conséquent en plusieurs pièces. Pour diminuer encore la dimension axiale de l'objet de l'invention, les-surfaces d'assemblage ou les surfaces de contact, tournées l'une vers l'autre, de la pièce de glissement et de la couche interm'diaire (ou) de la couche intermédiaire et de la pièce porteuse peuvent se trouver dans des plans essentiellement perpendiculaires à l'axe de la bague de joint glissant. La pièce de glissement de la bague de joind glissant suivant l'invention peut être constituée d'une manière simple par une pièce découpée à l'emporte pièce en un métal de qualité. Dans ce cas, la pièce de glissement est élastique de sorte que, par exemple en coopération avec la couche intermédiaire- élastique, elle peut stadapter d'une manière extrèmement précise à des conditions particulières. Mais la pièce de glissement peut etre aussi en une matière synthétique de qualité telle que le tétrafluoréthylène ou une matière analogue.En outre,il est possible de fabriquer la pièce de glissement en matière céramique à oxyde et il est alors concevable de former la pièce de glissement au moyen d'un support, par exemple en acier inoxydable, muni d'un revetement céramiqùèayant une épaisseur de quelques dixièmes de millimètres. On a décrit cioaprès l'invention d'une manière plus détaillée à l'aide de l'pm mple de réalisation représenté sur les dessins. Les dessins représentnt- un exemple de réalisation dans lequel les pièces qui sont importantes pour l'invention ont été dessinées à peu près à l'échelle. Pour celles de ces pièces qu'il n'est pas possible de reconnaître directement sur les dessins, on a donné dans la pescription les indications néeessaires. Sur ces dessins, La figure 1 est une coupe axiale d'une bague de joint glissant disposée dans une pompe. La figure 2 représente~la bague de joint glissant suivant la figure 1 à l'état détendu. Ainsi que le montrent les figures 1 et 2, une bague de joint glissant 1 suivant Invention est disposée dans un évidement cylindrique 2, ménagé du côté opposé aux ailettes, du moyen 2 d'une roue à ailettes 4 d'une pompe, la roue à ailettes 4 étant disposée sur l'arbre de la pompe et tourant avec ce dernier. La bague de joint glissant 1, se compose d'une part d'une bague porteuse 2 qui est placée dans l'évidement annulaire 2 et s'appuie sur le fond de cet évidement, la bague porteuse 2 étant en une matière - relativement peu conteuse, et d'autre part, d'une bague de glissement 10 s'appuyant contre la face libre d'une bague intermédiaire 2 et ayant mdme diamètre extérieur et même diamètre intérieur que la bague porteuse 2. La dimension axiale de la bague de glissement 10 est beaucoup plus petite que celle de la bague porteuse et elle a de préférence une valeur inférieure à un millimètre.La bague de glissement 10 est en une matière résistant à l'usure et aux températures élevées. contre la bagues de glissement 10 - et la bague porteuse e, est disposée une bague intermédiaire 11, de préférence élastiquement compressible dont la dimension axiale est beaucoup plus grande que celle de la bague de glissement 10. Dans l'exemple de réalisation représenté la dimension axiale de la bague intermdiaire 11, dans la posi tion de montage suivant la figure 1, a une valeur qui est à peu près le quadruple de celle de la dimension axiale de la bague de glissement 10, tandis qu'à l'état détendu de la bague, suivant la figure 2, la dimension axiale de la bague intermédiaire il est à peu près le sextuple de' la dimension axiale de la bague de glissement. La bague intermédiaire t t peut être assemblée par exemple par collage a' l'une au moins des deux autres bagues 2 et 10. Dans l'étant détendu suivant la figure 2, la bague intermédiaire il a exactement le même diamètre extérieur et le même diamètre intérieur que les bagues 2 et 10. A 11 état monté, il est prévu, disposée contre la baguede joint glissant 1, une contre-bague de glissement 8 dont la surface tournée vers la bague de glissement 10 de la bague t s'appuie dans son intégralité contre la surface dtextrèmité libre de la bague de glissement 10, la contre bague 8 étant poussée par un ressort de compression approprié contre la bague de joint glissant 1. A l'état de service, la bague de joint glissant 1 est par conséquent comprimée en direction axiale. Ainsi que le montre la figure 1, le diamètre extérieur de la bague porteuse 2 et de la bague de glissement tO sont plus petits que le diamètre intérieur de l'alésage récepteur 2, de sorte que la bague porteuse 2 peut être introduite facilement dans l'alésage 2. Il est possible en outre de choisir le diamètre extérieur de la bague porteuse 2 par rapport au diamètre intérieur de l'alésage 2 de telle manière que la bague porteuse 2 puisse être introduite dans l'alésage 2 à frottement doux.En raison de la pression axiale exercée par le ressort 6 sur la bague de joint glissant 1, la bague interml~diaire élastique 11 est comprimée ou écrasée élastiquement, de sort qu'elle cherche à s'échapper radialement vers l'extérieur et exerce une forte pression par sa surface circonférentielle 12, contre la surface interne de l'alésage 2. La surface circonférentielle 12 constituant une surface d'appui ou de joint, produit ainsi un étanchement du pourtour de la bague de joint glissant 1 par rapport à la surfacé interne de l'alé- sage 2 et elle assure, le cas échéant un centrage de la bague de joint glissant, par rapport à l'alésage.Si le diamètre extérieur de la bague porteuse 2 est plus petit, que le diamètre intérieur de l'alésage 2 ou si le diamètre intérieur de la bague porteuse 2 est plus grand que le diamètre extérieur de l'arbre , c'est-à-dire par conséquent si la bague porteuse elle-meme ne peut pas intervenir dans le centrage, lequel est assuré par la bague intermXdiaire 11, il est avantageux d'assembler rigidement, par exemple par collage, la bague porteuse 2 avec la bague intrmédiaire t7. Ainsi qu'on l'a indiqué, la bague intermédiaire élastique tl exerce elle-meme une force élastique dirigée axialement, qui concourt à la détermination de la pression avec laquelle les surfaces de glissement de 1 bague I et de la concre-bague 8 sont pressées l'une contre l'autre il est concevable aussi de renoncer, dans des cas déterminés, à un ressort spécial 6 pour ltobtention de ceSte pression sur les surfaces de glissement et de provoquer cette pression exclusivement au moyen de la bague intermédiaire 11 élastique qui sera montée avec une certaine tension axiale de pose. Dans ce cas,- en particulier, la contre-bague 8 peut avoir une forme analogue ou identique à celle de la bague I, de sorte qu'on obtient une simplification supplémentaire dans la constitution du joint à bague de glissement. Chacune des bagues 9 à 10 présente dans exemple de réalisation représenté, dux surfaces d'extrèmité. Chacune de ces surfaces se trouve dans un plan perpendiculaire à l'axe de la bague de joint glissant 1 et elle est en forme de surface annulaire fermée. Grâce à la couche intermédiaire élastique 11, relativement épaisse en comparaison de la bague de glissement, on obtient pour l'objet de l'invention, un bon amortissement des bruits. REVENDICATIONS 10/ L'invention a pour objet une bague de joint glissant, pour joints à bague de glissement agissant axialement, se composant de deux parties au moins dont l'une se présente sous la forme d'une pièce porteuse et l'autre sous la forme d'une pièce de glissement se trouvant, en direction axiale, à côté de la pièce porteuse, mais avec une couche intermédiaire entre ces deux pièces. Cette bague de joint glissant est caractériséeen ce que la pièce de glissement est plus mince que la couche intermédiaire. 2*/ Une bague de joint glissant selon 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la bague de glissement est inférieure à 1 mm. 3 / Une bague de joint glissant selon 1 ou 2, caractériséeen ce que la couche intermédiaire est en une matière élastique, de préférence synthétique et de préférence élastiquement compressible. 4'/ Une bague de joint glissant selon l'un des paragraphes précédents, caractérisée en ce que la couche intermédiaire est en une matière poreuse, de préférence en caoutchouc mousse à pores fins. 50/ Une bague de joint glissant selon l'un des paragraphes précédents, caractékisoeen ce que la couche intermédiaire, tout au moins dans la position de service, fait saillie radialement vers l'extérieur et/ou vers l'intérieur, par rapport au restant de la bague de joint glissant et en particulier de manière à ce que la surface circonférentielle extérieure et (ou) intérieure, de préférence de forme continue annulaire et fermée, de la couche intermédiaire, se présente sous la forme d'une surface d'appui et de pré fronce sous la forme d'une surface de joint. 6e/ Une bague de joint glissant selon l'un des paragraphes 3 à 5, caractérisée on ce que la couche intermédiaire élastique se présente sous la forme d'un élément travaillant par écrasement et de préférence sous la forme d'un élément élastique pour la pression des surfaces de glissement. 7g/ Une bague de joint glissant selon l'un des paragraphes précédents, caractérisée en ce que les surfaces circonférentielles de la pièce de glissement et de la couche intermédiaire et (ou) de la couche intermédiaire et de la pièce porteuse ont de préférence, quand la bague de joint glissant est détendue des génératrices communes et de préférence, des diamètres égaux. 8}/ Une bague de joint glissant selon l'un des paragraphes précédents, caractérisée en ce qu'il y a au moins une partie de cette bague de joint glissant qui est annulaire et en ce que, de préférence, toutes les parties sont annulaires. 90/ Une bague de joint glissant selon l'un des paragraphes précédents, caractérisée en ce que la couche intermédiaire présente au moins un bombement, une rainure, une gorge ou une caractéristique analogue. 100/ Une bague de joint glissant selon l'un des paragraphes précédents, caractrisée en ce que la couche intermédiaire est librement en contact avec la bague coulissante et (ou) avec la bague porteuse. 11 / Une bague de joint glissant selon l'un des paragraphes précédents, caractérisée en ce que la pièce coulissante et la couche intermédiaire sont assemblées rigidement entre elles, de préférence par collage, par soudage, par vulcanisation ou d'une manière analogue. I2/ Une bague de joint glissant selon l'un des paragraphes précédents, caractékisée en ce que la pièce porteuse et la couche intermédiaire sont assemblées rigidement entre elles de préférence par collage, par soudage , par vulcanisation ou d'une manière analogue. 13'/ Une bague de joint glissant selon l'un des paragraphes précédents, caractérisé en ce que les surfaces d'assemblages ou de contact, tournées l'une vers l'autre, de-la pièce dè glissement et de la couche intermédiaire et (ou) de la couche intermédiaire et de la pièce porteuse se trouvent dans des plans essentiellement perpendiculaires à l'axe de la bague de joint glissant. 14|/ Une bague de joint glissant selon l'un des paragraphes précédents, caractérisée en ce que la pièce coulissante est une pièce, découpée a l'emporte-pièce, en un métal de qualité (par exemple V 2A), ou en une matière synthétique de qualité, par exemple en tétrafluoréthylène, ou en carbone et de préférence en char-bon (graphite). 190/ Une bague de joint glissant selon l'un des paragraphes précédents, caractérisée en ce que la surface de glissement de la pièce de glissement est en une matière céramique à oxyde.