Brevet FR2110383A1 — publié le 19720602

' 2110383 la présente invention concerne un. dispositif de commande rotatif du type à pales, aubes,ailettes ou analogues muni de garnitures d'étanchéité carrées etprévu pour être utilisé comme source d'énergie pour un mouvement relatif à déplacement 5 angulaire limité dans une machine ou analogue industrielle en général et pouy l'ouverture et la fermeture de vannes papillons o Jusqu'ici,dans ce type de dispositif de commande rotatif, on prévoyait pour empêcher les fuites internes de fluide dans 10 le cylindre, des garnitures faites, par exemple, de caoutchouc synthétique oi&nalogue et montées erfcre le cylindre et les couvercles o Cependant cette construction connue a l'inconvénient qu'il se forme un petit interstice ou passai au coin des surfaces de contact de sorte que le fluide qui se trouve dans le cylindre 15 peut fuir par ce passage,radialement le long de la face d'extrémité. En particulier dans les constructions dans lesquelles les faces d'extrémités sont munies entièrement de garnitures et montées dans le cylindre il est relativement difficile, étant donné que les garnitures sont fortement comprimées et 20 déformées ce qui hâte leur usure, d'obtenir un dispositif ayant une bonne durée de service. D'autre part un dispositif de commande rotatif du type à cylindre-linéaire pour transformer un mouvement linéaire en mouvement rotatif, bien qu'il présente des caractéristiques d'étanchéité élevées, est d'une construc-25 tion relativement compliquée et d'une fabrication coûteuse. la présente invention a par conséquent pour objet de prévoir un dispositif de commande rotatif du type à pales, aubes, • ailettes ou analogues qui soit d'une structure simple, d'une fabrication aisée et qui présente une étanchéité et une durée 30 cLe service élevées . Pour atteindre ces buts et d'autres encore, le dispositif de commande rotatif selon la présente invention est muni d'un matériau d'étanchéité fait,par exemple,de résine synthétique, prévu sur la périphérie interne du cylindre et/ou la périphérie 35 externe de l'arbre, ledit matériau étant comprimé axialement, par les couvercles, aux deux extrémités dudit dispositif et étant assemblé dans ce dernier. 30 71 35981 ^ 2110383 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Dans les dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple : ^ - la figure 1 est une vue en élévation frontale d1 un mode de réalisation du dispositif de commande rotatif selon la présente invention ; - la figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la figure 1 ; .| q - la figure 3 est une coupe selon la ligne III-III de la figure 2 ; - la figure 4 est une coupe selon la ligne IV-IV de la figure 2 montrant la relation d1étanchéité entre les matériaux d'étanchéité et les garnitures d'étanchéité carrées; ^ - la figure 5 est une vue en plan du matériau d'étanchéité prévu pour être monté sur l'arbre ; - la figure 6 est une coupe partielle d'un autre mode de réalisation de l'invention ; et - la figure 7 montre la comparaison entre le coin interne de l'organe de commande rotatif selon la présente invention et celui d'un organe de commande rotatif connu. les dessins montrent un mode de réalisation du dispositif de commande rotatif selon la présente invention. Aux figures 1 à 4 un cylindre 1 de l'organe de commande rotatif enferme un arbre rotatif 4 supporté par des couvercles gauche et droit 2 et 3 et il forme une chambre de pression 5 entre les couvercles 2 et 3 et la périphérie externe de l'arbre 4. Sur la périphérie interne du cylindre 1 et/ou sur la périphérie externe de l'arbre 4 est monté un matériau d'étanchéité 6 ou'9 qui est fait d'une résine synthétique telle par exemple qu'une résine fluorée ayant un faible coefficient de friction et une élasticité appropriée, ces matériaux étant usinés de Selle façon que les bords des deux faces d'extrémité soient conformés avec exactitude, le matériau d'étanchéité 6 ou 9 est comprimé axialement par les couvercles 2 et 3. la chambre de pression 5 du cylindre 1 est fermée hermétiquement en comprimant les parties d'extrémité 7 et 8 du matériau 20 25 35 COPV 71 35981 3 2110383 d'étanchéité 6 et/ou les parties d'extrémité 10 et 11 du matériau d'étanchéité 9 contre les parois d'extrémité des couvercles 2 et 3. Dans ce mode de réalisation le matériau d'étanchéité 6 ou 9 présente une forme annulaire et le 5 matériau d'étanchéité 6 par exemple, est muni d'un orifice taraudé 13 et d'orificesde goupilles ou analogues 14a, 1 4b pour le montage d'une pale ou analogue mobile 12 sur l'arbre 4 ,comme représenté à la figure 5. Comme représenté aux figures 2 et 3 la pale ou analogue 10 mobile 12 qui coulisse dans la chambre de pression 5 avec le matériau d'étanchéité 6 est fixée sur l'arbre 4 au moyen d'un boulon 15, de chevilles 16 a et 16b de telle sorte que le matériau d'étanchéité 6 peut tourner avec l'arbre 4 lorsque la pale mobile 12 tourne. Au contraire la pale fixe 17 est 15 fixée auxcouvercles droit et gauche 2 et 3 de l'organe de commande rotatif au moyen de goujons ou analogues 18a, 18b, 19à et 19b (voir la figure 2). La pale mobile 12 et la pale fixe 17 sont munies de garnitures d'étanchéité carrées 20a, 20b et 21 pour empêcher une fuite interne du fluide dans la 20 chambre de pression 5 de sorte que lesdites garnitures d'étanchéité carrées assurent 1'étanchéité de l'intérieur de la chambre de pression 5 avec les angles droits formés respectivement par les parties d'extrémités 7 et 8 du matériau d'étanchéité 6 et/ou les parties d'extrémités 10 et 11 des matériaux 25 d'étanchéité 9. le fluide venant de l'extérieur de l'organe de commande rotatif selon la présente invention, comme représenté à la figure 2, passe dans la chambre de pression 5 par les orifices 22 ou 23 de façon à provoquer le coulissement de la pe3e mobile 1 2 30 e"b la rotation du matériau d'étanchéité 6 ainsi que de l'arbre 4 qui tournent d'un angle prédéterminé. Comme représenté à la figure 6, l'arbre 4 est supporté rotativement par une portée ou analogue 31 prévue sur le couvercle 3a et est fixé par un boulon ou analogue 33 par 35 l'intermédiaire d'une portée de poussée 32. Dans ce mode de construction il existe une contrainte élastique dans les matériaux d'étanchéité 6 et/ou 9 dans les directions axiale et radiale I COPY 71 35981 2110383 de façon à assurer une étanchéité totale des surfaces de contact et de leurs coins. De plus, comme représenté à la figure 6, la pale mobile 12 est fixée au couvercle 2a au moyen d'un goujon ou analogue 34 et le couvercle 2a est fixé sur l'arbre 4. En conséquence la pale mobile 12, le couvercle 2a et l'arbre 4 tournent d'un seul bloc dans le cylindre la. Dans une telle construction également les matériaux d'étanchéité 6 et/ou 9 peuvent être appliqués à force contre la surface de contact de façon à assurer une étanchéité totale des surfaces de contact et de leurs coins. On peut obtenir le même effet en prévoyant un matériau en forme de feuille ou de plaque au lieu du matériau d'étanchéité annulaire 6 ou 9 sur la périphérie interne du cylindre ou sur la périphérie externe de l'arbre 4 en fixant ledit matériau en forme de feuille ou analogue par des moyens convenables. Comme il a été décrit ci-dessus le dispositif de commande rotatif selon la présente invention peut être rendu étanche en comprimant axialement, de façon constante, les matériaux d'étanchéité 6 et/ou 9 montés sur la périphérie interne du cylindre 1 et/ou sur la périphérie externe de l'arbre 4 au moyen des couvercles 2 et 3 dudit dispositif de commande rotatif et en appliquant les parties d'extrémités 7 et 8 du matériau d'étanchéité 6 et/ou les parties d'extrémité 10 et 11 du matériau d'étanchéité 9 contre les faces d'extrémités des couvercles 2 et 3. Comme représenté dans le dessin supérieur de la figure 7, dans un dispositif de commande rotatif de type connu utilisant une garniture d'étanchéité 51 carrée et une garniture 52, il tend à se produire un interstice ou passage 53 au coin,ce qui pose un problème important en ce qui concerne 1'étanchéité. Cependant, dans la présente invention, étant donné que les parties d'extrémité 6 et 7 du matériau d'étanchéité 6 et/ou les parties d'extrémité 10 et 11 du matériau d'étanchéité 9 sont à angle droit (voir le dessin inférieur de la figure 7) ce qui donne un effet d'étanchéité dans la chambre de pression 5 en combinaison avec l'angle droit formé par les garnitures 71 35981 2110383 d'étanchéité carrées 20a, 20b et 21, ceci peut améliorer 2étanchéité en empêchant la fuite de fluide dans la direction circonférentielle selon les faces d'extrémité des couvercles 2 et 3 du dispositif de commande rotatif. Etant donné que les 5 surfaces de glissement ou analogue des couvercles 2 et 3 et 1© matériau d'étanchéité 6 qui tourne avec l'arbre 4 et la pale ou analogue mobile 12, coulissenl/avec un contact de surface à surface l'un avec l'autre, le matériau d'étanchéité n'est pas déformé et, par conséquent, l'étan-1 o chéité dans la chambre de pression 5 n'est pas diminuée. De plus étant donné que les matériaux d'étanchéité 6 et/ou 9 sont comprimés axialement par les couvercles 2 et 3, il se produit une contrainte élastique uniforme sur la totalité de la longueur des matériaux d'étanchéité 6 et/ou 9,même 15 lorsque les faces d'extrémité des couvercles 2 et 3 sont usées par le glissement des parties d'extrémité 7 et 8 du matériau d'étanchéité 6, les parties d'extrémité 7 et 8 du matériau d'étanchéité 6 coulissent axialement en fonction du degré ou d'usure pour compenser la partie usée, de telle sorte que 20 la durée de service du dispositif de commande rotatif peut être amélioréeo La durée de service du dispositif peut être améliorée également par le fait qu'il n'y a pas de joint sur les parties linéaires là où les matériaux d'étanchéité 6 et/ou 9 sont en contact avec les garnitures d'étanchéité carrées 25 20a, 20b et 21 o Etant donné que les matériaux d'étanchéité 6 et/ou 9 sont comprimés axialement par les couvercles 2 et 3 et que l'application de la pression de fLuide applique fermement lesdits matériaux contre la périphérie interne du cylindre 1 30 et contre la périphérie externe de l'arbre 4 respectivement, le dispositif de commande rotatif selon la présente invention présente l'avantage qu'il n'est pas nécessaire de prévoir une exactitude particulièrement élevée de 1'étanchéité lors de la fabrication des autres composants dudit dispositif, 35 par exemple les parties avec lesquelles le cylindre 1 est en contact avec les couvercles 2 et 3= Le dispositif de commande rotatif selon la présente 71 35981 2110383 invention, étant construit comme il a été décrit ci-dessus, peut assurer une excellente étanchéité comparable à celle de l'organe d'étanchéité périphérique cylindrique utilisant une bague en forme de O et il peut être utilisable pour des 5 applications pour lesquelles on ne peut utiliser les dispositifs de commande rotatifgdu type à pale connus en raison de leurs fuites internes, par exemple pour la commande automatique de valves à billes. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux 10 modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées selon l'esprit de l'invention. 71 35981 7 2110383 REVENDICATIONS 1 « Dispositif de commande rotatif du type comportant deux faces d'extrémité fermées par une paire de couvercles, un arbre rotatif supporté par les parties centrales desdits couvercles, une pale ou analogue fixe montée sur lesdits 5 couvercles à l'intérieur de la chambre cylindrique et une pale mobile montée sur ledit arbre, caractérisé en ce qu'il comporte un matériau d'étanchéité fait en résine synthétique monté sur la périphérie interne du cylindre ou sur la périphérie externe de l'arbre, ledit matériau d'étanchéité étant comprimé 10 axialement par lesdits couvercles ainsi que des garnitures d'étanchéité carrées montées sur la pale fixe et la pale mobile précitées. 2» Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les matériaux d'étanchéité sont montés sur la périphérie 15 interne du cylindre et sur la périphérie externe de l'arbre précités» 3o Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les matériaux d'étanchéité prévus pour être montés sur la périphérie externe de l'arbre présentent uneforme annulaire 20 ©"t sont munis d'orifices,disposés axialement, pour la fixation de ladite pale mobile sur ledit arbre» 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un matériau d'étanchéité en forme de feuilles ou de plaques est enroulé autour de la périphérie interne du cylindre ou de 25 la périphérie externe de l'arbre précité» 5« Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'un des couvercles précités est fixé audit arbre, la pale mobile est fixée audit couvercle, un palier de butée est monté extérieurement à l'autre couvercle 30 et en ce que ledit autre couvercle est fixé axialement, par l'intermédiaire dudit palier de butée, au moyen d'un écrou vissé sur l'arbre précité»