Brevet FR2022905A1 — publié le 19700807

La présente invention concerne un joint d'étanchéité pour fentes circulaires, ce joint comprenant une "bague d'étanchéité destinée à être placée sur un organe tournant et munie de dispositifs d'étanchéité dont les positions varient sous 5 l'effet de la force centrifuge. les joints d'étanchéité classiques, par exemple les joints d'étanchéité radiaux de profils divers, sont généralement munis d'organes élastiques ou ressorts afin d'obtenir la pression de contact requise des lèvres d'étanchéité et de contre-10 carrer les forces centrifuges qui tendent à diminuer l'étanchéi-té. Toutefois, de tels organes élastiques ou ressorts compliquent le joint d'étanchéité et le rendent plus coûteux, et des forces de frottement assez élevées agissent sur les organes du joint d'étanchéité. Ceci peut entraîner, entre autres, un déga-15 gement fâcheux de chaleur. Les joints d'étanchéité axiaux, comme par exemple les "bagues en V, ne peuvent pas être utilisées dans des conditions satisfaisantes à des vitesses élevées car ils sont trop sensibles aux forces centrifuges. Pour être efficaces, les "bagues, dans de telles circonstances, doivent être 20 très épaisses et très robustes et ceci entraîne des pertes importantes par frottement. La présente invention concerne un joint d'étanchéité qui est efficace tant lorsqu'il est immobile que lorsqu'il tourne et cela sans entraîner, dans ce dernier cas, de pertes impor-25 tantes par frottement. Les caractéristiques principales de ce joint d'étanchéité résident dans le fait que les organes d'étanchéité comprennent deux, ou plus de deux, lèvres d'étanchéité dont au moins l'une fait un angle inférieur à 90° avec la surface d'un organe coopérant et dont au moins lrune des autres fait la ou 30 un angle supérieur à 90° avec la même surface,/les surfaces dei* organe d'étanchéité étant, pour ce faire, considérées comme se trouvant dans le même plan, les lèvres d'étanchéité étant reliées à la partie de fixation de la bague d'étanchéité par un organe analogue à un soufflet s'étendant angulairement à partir 35 de la périphérie de la partie de fixation, ce qui permet de munir le joint d'étanchéité, au côté opposé à celui de la partie de fixation, de blocs ou masselottes afin d'augmenter la mobilité des lèvres d*étanchéité vis-à-vis de la force centrifuge. On va décrire quelques modes de réalisation de joints 40 d'étanchéité conformes à la présente invention en se référant 69 38456 2 2022905 au dessin annexé sur lequel les figures 1 à 4 sont des coupes de joints d'étanchéité conçus pour un arbre tournant et coopérant avec un disque d'étanchéité qui peut être fixe ou tournant. Sur la figure 1, la référence 2 désigne un joint 5 d'étanchéité dont la bague "d'étanchéité 7 est disposée dans une gorge ménagée dans un arbre 1 destiné à tourner, la bague d'étanchéité 7 se transforme, à sa"périphérie extérieure, en un organe incliné analogue à un soufflet 6 s'étendant vers l'extérieur et présentant une faible rigidité. Deux lèvres d'étanchéité 4 et 5, 10 agissant par contact, s'étendent à partir de l'organe 6, chacune de ces lèvres étant en contact avec l'un des côtés 3£ et 3b, respectivement, d'un disque d'étanchéité annulaire 3. Entre le disque 3 et l'arbre se trouve une fente annulaire qu'il convient d'obturer de façon étanche. la lèvre d'étanchéité 4 porte contre 15 la surface 3ja sous un angleTinférieur à 90° et la^jLèvre d'étanchéité 5 porte contre la surface 3b sous uii angleTsupérieur à 90°. On considère, à cet effet, que les surfaces se trouvent dans le même plan. Sur le côté du disque 3 où se trouve la lèvre d'étanchéité 4, on a disposé sur le joint d'étanchéité des blocs 20 ou masselottes 8 qui,pendant la rotation, engendrent des forces centrifuges 9 qui refoulent le joint d'étanchéité de manière à courber l'organe 6. L'effet d'étanchéité de la lèvre d'étanchéité 4 se trouve ainsi amélioré par rapport à celui que l'on obtient dans les joints d'étanchéité classiques quand la lèvre, 25 aous l'effet de la force centrifuge, est poussée au point de cesser de porter contre la surface. Le contact de la lèvre 5 contre la surface 3b se trouve réduit et, éventuellement, cesse d'exister. Au moins l'une des lèvres d'étanchéité se trouve en contact avec le disque d'étanchéité^ que le joint d'étanchéité 30 tourne ou soit immobile. Si l'espace présent à droite du disque d'étanchéité, par exemple la partie intérieure d'un roulement à billes, doit être rendu étanche par rapport à l'environnement, on obtient cette étanchéité dans tous les cas. Si une pression positive s'accumule dans le roulement du fait du dégagement de 35 chaleur, le lubrifiant ne peut pas s'échapper à travers le joint, étant donné que la lèvre d'étanchéité 5 est refoulée contre la surface 3b. Dans le cas d'une pression négative résultant du refroidissement, la lèvre d'étanchéité 4 est fortement aspirée contre la surface 3a. Le frottement, pendant le fonc- • 40 tionnement, est maintenu à un faible niveau en raison du fait 69 38456 3 2022905 que seule l'une des lèvres d'étanchéité se trouve en contact avec l'élément d'étanchéité, cela à un degré suffisant, par le fait que le "bord actif de la lèvre d'étanchéité est mince. La figure 2 montre un joint d'étanchéité dont l'agen-5 cernent et le rôle sont analogues à ceux du joint conforme à la figure 1. Toutefois, dans ce cas, la lèvre d'étanchéité 5 coopère avec la surface périphérique cylindrique 3c de l'organe d'étanchéité tandis que la lèvre 4 coopère comme précédemment avec la surface 3a.. 10 Les figures 3 et 4 représentent des joints d'étanchéi té dont les deux lèvres d'étanchéité 4 et 5 coopèrent avec la même surface latérale 3a de l'organe d'étanchéité 3. Dans le mode de réalisation conforme à la figure 3, le joint est muni de blocs ou masselottes 8 qui engendrent des forces centrifuges 15 9 tandis que dans le mode de réalisation conforme à la figure 4, c'est la masse du joint d'étanchéité lui-même qui est utilisée pour engendrer une telle force. Quand le joint d'étanchéité tourne à une vitesse suffisamment élevée, la lèvre d'étanchéité 4 du joint conforme à la figure 3 est poussée contre la surface 20 3£i et la lèvre d'étanchéité 5 est libérée de la même surface tandis que le rôle des lèvres d'étanchéité se trouve modifié sur ce point dans l'agencement conforme à la figure 4 en raison des relations géométriques, c'est-à-dire que lors d'une augmentation de vitesse, la lèvre d'étanchéité 4 tend à quitter la 25 surface 3a tandis que la lèvre 5 est poussée fortement contre cette surface. 69 38456 4 2022905 REVENDICATIONS 1°) Joint d'étanchéité pour fentes circulaires, comprenant une bague d'étanchéité, destinée à être disposés autour d'un organe tournant et muni de dispositifs d'étanchéité dont la 5 position peut varier sous l'effet de la force centrifuge, ce joint d'étanchéité étant caractérisé par le fait que les dispositifs d'étanchéité sont constitués par deux ou plus de deux lèvres d'étanchéité dont au moins l'une fait un angle inférieur à 90° avec la surface d'un organe coopérant et dont au moins 10 une des autres fait un angle supérieur à 90° par rapport à la ou les même surface, 1e/surfaces de l'organe d'étanchéité étant, à cet effet, considérées comme se trouvant dans le même plan, lœ lèvres d'étanchéité étant reliées à la partie de fixation de la bague d'étanchéité par un organe analogue à un soufflet et 15 s'étendant angulairement depuis la partie de fixation et le joint d'étanchéité étant muni de blocs ou masselottes disposés sur le côté opposé par rapport à la partie de fixation afin d'augmenter la mobilité des lèvres d'étanchéité sous l'effet de forces centrifuges. 20 2°) Joint d'étanchéité suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins l'une des lèvres d'étanchéité est en contact avec l'un des côtés d'un organe d'étanchéité en forme de disque et qu'au moins l'une des autres lèvres d'étanchéité est en contact avec l'autre côté de l'organe d'étan-25 chéité précité. 3°) Joint d'étanchéité suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins l'une des lèvres d'étanchéité est en contact avec l'un des côtés de l'organe d'étanchéité en forme de disque tandis qu'au moins l'une des autres lèvres 30 d'étanchéité est en contact avec la périphérie extérieure dudit organe d'étanchéité. 4°) Joint d'étanchéité suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'au moins deux lèvres d'étanchéité-sont en contact avec le même côté d'un organe d'étanchéité en 35 forme de disque»