Brevet FR2223591A1 — publié le 19741025

La présente invention concerne un dispositif de transfert d'un agent liquide ou gazeux sous pression, de la partie fixe à la partie tournante d'un mécanisme, ou inversement. Le dispositif se compose de deux parties concentriques dont l'une entoure l'autre et comportant des alésages radiaux d'arrivée et de départ de l'agent à transférer. On connait déjà diverses réalisations de dispositifs de ce type. Ils se divisent en dispositifs dans lesquels l'étanchéité entre les deux parties concentriques est assurée par des joints glissants et en dispositifs dans lesquels cette étanchéité est assurée sans contact. Les dispositifs connus à joints d'étanchéité glissants ne sont applicables, du fait de leur structure, que pour des pressions et des vitesses de rotation relativement faibles. Du fait du frottement des parties glissantes, ils ne sont pas exempts d'usure et sont sujets à un échauffement facheux aux points de contact glissants. Les dispositifs connus comportant des joints d'étanchéité sans contact, en particulier des joints à intervalle, se subdivisent en deux groupes. Dans le premier, l'étanchéité est assurée par un interstice annulaire cylindrique ménagé entre les deux parties concentriques. Les variations de diamètre de ces deux pièces ont un effet défavorable sur la largeur de cet interstice, de même que les imprécisions de montage de ces deux parties l'une par rapport à l'autre, qui rendent impossible le maintien d'une largeur correcte constante de l'interstice sur toute la périphérie. Pour éliminer ces inconvénients, on a réalisé des dispositifs d'un second genre, à joints d'étanchéité sans contact, dans lesquels des interstices d'étanchéité orientés radialement sont ménagés de part et d'autre des parties concentriques, avec paliers axiaux à roulement maintenant constant l'interstice d'étanchéité. L'avantage essentiel de ces dispositifs sur les premiers, précédemment connus, est d'éliminer toute usure et tout échauffement du fait de l'absence de contacts mécaniques, et d'assurer, par leur conformation particulière, la constance de la largeur de l'interstice d'étanchéité dans toutes les conditions de fonctionnement. Nais un inconvénient certain de ces dispositifs réside cependant dans la complexité relative de leur structure et dans le fait que l'emploi de paliers axiaux à roulements limite leur emploi à des vitesses de rotation imposées par ce mode de support. De plus, outre les paliers axiaux à roulements devant maintenir constant l'interstice d'étanchéité, ces dispositifs nécessitent des paliers radiaux à roulements du fait que les parties concentriques doivent, d'une façon ou d'une autre, être guidées radialement l'une par rapport à l'autre. La présente invention a pour objet d'éliminer ces inconvénients et de réaliser un dispositif à joints sans contact dont les interstices d'étanchéité gardent une largeur constante dans toutes les conditions de fonctionnement et ne nécessitant qu'un seul genre de paliers, tant pour le maintien de la largeur de l'interstice d'étanchéité que pour le guidage radial des deux parties concentriques. Ce but est atteint, conformément à l'invention, par un dispositif dans lequel les parties concentriques sont montées l'une dans l'autre au moyen de deux paliers à roulement placés à distance l'un de l'autre et constitués chacun d'une bague de roulement externe et d'une bague de roulement interne et d'élément roulant entre ces deux bagues, aptes à absorber des efforts axiaux, l'une des parties concentriques étant constituée par un disque annulaire de dimensions radiales suffisantes pour que ses faces frontales recouvrent partiellement les bagues de roulement placées sur ses deux cotés, et coopérant avec l'autre partie concentrique de façon à constituer, avec ces bagues de roulement, des interstices d'étanchéité orientés radialement. Une différence essentielle avec les dispositifs connus réside dans le fait que le dispositif selon l'invention utilise des paliers à roulements composés chacun d'une bague de roulement externe et d'une bague de roulement interne et d'éléments roulant entre celles-ci, ces paliers à roulement devant être appropriés, par leur structure même, à absorber non seulement des efforts radiaux mais encore des efforts axiaux. Ce résultat est obtenu, par exemple, au moyen de paliers à billes à rainures simples ou de paliers à billes à épaulements obliques. On sait qu'il en est de même pour les paliers à roulements coniques. Conformément à l t invention, ces paliers à roulements peuvent assurer le guidage radial des deux parties concentriques ainsi que, du fait de leur aptitude à absorber des efforts axiaux, le maintien d'un interstice d'étanchéité constant. Ces interstices eux-mêmes sont constitués, conformément à l'invention, sans éléments supplémentaireX d'une part par une des parties concentriques en forme de disque annulaire, et d'autre part par les bagues de roulement du palier-à roulements voisin, faisant face à cette partie. On obtient ainsi une structure d'effet optimal avec un nombre d'éléments aussi réduit que possible. Cn améliore le dispositif selon l'invention en donnant à chacune des deux parties concentriques la forme de disques annulaires contre lesquels s'appliqueront directement les faces frontales des bagues de roulement des paliers à roulements. Cette disposition, dans laquelle les bagues internes et les bagues externes des deux paliers à roulements s'appliquent chacune sur un des disques annulaires, permet de déterminer exactement d'avance la position que doivent prendre les bagues de roulement dans le dispositif. Cette disposition procure en outre un moyen simple de serrer les deux paliers à roulements l'un par rapport à l'autre de façon à éliminer tout jeu axial. On sait que les paliers à roulements en question, tels que les paliers à rainures#, ne possèdent pas une grande rigidité sous contraintes axiales du fait de leur conforation, ais cette rigidité se trouve notablement améliorée en serrant l'un contre l'autre deux de ces paliers par serrage préalable des bagues externes et internes de deux de ces paliers dans des directions axiales différentes. Cette disposition permet, dans ce cas, de maintenir constant l'interstice d'étanchéité, dirigé radialement, existant de part et d'autre des parties concentriques. L'invention est décrite ci-après en détail au moyen de deux exemples préférés, non limitatifs, de réalisation représentés aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une coupe du premier exemple de réalisation; et La figure 2 est une coupe semblable dusecond exemple de réalisation. Dans le mode de réalisation de la figure 1, les deux parties concentriques représentant la pièce essentielle du dispositif selon l'invention sont constituées l'une par un bâti externe 1 et l'autre par un disque annulaire 2 porté par arbre 3. Le boitier 1 est percé d'alésages radiaux 4 permettant, par exemple, d'-amener au dispositif un agent ou substance dont on désire l'alimenter. Le disque annulaire 2 lui-meme est également percé d'alésages radiaux 5 permettant de faire passer cet agent dans des canaux 6 de l'arbre 3. L'arbre 3 est monté sur le boitier 1 au moyen de deux paliers à billes à rainures composés chacun d'une bague externe 7, d'une bague interne 8, et de billes 9 roulant entre celles-ci. Les bagues internes 8 s'appliquent aux faces frontales du disque 2 et sont maintenues dans cette position par un écrou 10 qui les appuie contre un collet de l'arbre 3. pes bagues externes, de leur côté, s'appuient contre des flasques Il et 12 du bottier 1, le flasque 12 étant amovible et associé, par des vis 13, au boîtier 1. Une caractéristique essentielle du dispositif représenté est que le disque annulaire 2 contre lequel s'appliquent, de part et d'autre, les bagues internes 8 des paliers à billes s'étend radialement vers l'extérieur jusqu'à recouvrir partiellement, dans sa partie externe de largeur réduite, les bagues externes 7 des paliers à billes pour délimiter avec ces dernières des interstices d'étanchéité 14. Dans la variante du dispositif représentée à la figure 2, le boitier 1 et l'arbre 3 sont absolument identiques à ceux de la figure 1. Par contre la partie interne 2 est remplacée par deux disques annulaires concentriques, un dxque externe 15 s'appuyant dans le bottier 1 et percé d'alésages radiaux 16, et un disque interne 17 s'appuyant sur l'arbre 3 et percé d'alésages radiaux 18 débouchant dans les canaux 6 de l'arbre 3. Les paliers à roulements disposés de part et d'autre de ces disques sont ici des paliers à épaulements obliques, à bagues de roulement externes 19 et bagues de roulement internes 20 entre lesquelles roulent des billes 21. Contrairement à l'exemple de la figure 1 dans lequel seules les bagues de roulement externes 8 s'-appliquaient au disque annulaire 2 tandis que les bagues de roulement externes 7 ne s'épaulaient pas mutuellement, les faces frontales des bagues de roulement internes 20 de l'exemple de la figure 2 s'appuient contre le disque annulaire interne 17 et celles des bagues de roulement externes 19 s'appuient contre le disque annulaire externe 15. Dans cette position les bagues de roulement externe sont maintenues par le flasque amovible 12 du boîtier 1, serré par les vis 13, le serrage des bagues externes 20 contre disque 17 étant produit par l'écrou 10. En choisissant de façon appropriée la largeur du disque 20, ce mode de réalisation permet de serrer à volonté, et de façon certaine, les deux paliers à billes l'un contre l'autre pour augmenter leur rigidité dans le sens axial. Dans le mode de réalisation de la figure i, le disque annulaire 15 ne recouvre que partiellement les bagues internes 20 des paliers à billes, de façon à constituer l'interstice d'étanchéité 22. L'application de l'invention n'est pas limitée au cas où un agent sous pression doit être transféré d'une pièce fixe à une pièce tournante. L'invention n'exige pas à priori un mouvement rotatif relatif mais s'applique également au cas de deux pièces fixes ou de deux pièces tournant à des vitesses de rotation différentes, pour qu'il existe entre elles un mouvement rotatif relatif. REVEIiDICATIONS 1) Dispositif de transfert d'un agent liquide ou gazeux sous pression de la partie fixe à la partie tournante, d'un mécanisme ou inversement, comprenant deux parties concentriques comportant des alésages radiaux d'arrivée et de départ de l'agent à transférer, caractérisé en ce que les parties concentriques sont montées l'une dans l'autre au moyen de deux paliers à roulements placés à distance l'un de l'autre et constitués chacun d'une bague de roulement externe et d'une bague de roulement interne et d'éléments roulant entre ces deux bagues, aptes à absorber des efforts axiaux, l'une des parties concentriques étant constituée par un disque annulaire de dimensions radiales suffisantes pour que ses faces frontales recouvrent partiellement les bagues de roulement placées sur ses deux côtés, et coopérant avec autre partie concentrique de façon à constituer, avec ces bagues de roulement, des interstices d'étanchéité orientés radialement. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des deux parties concentriques à la forme d'un disque annulaire, les bagues de roulement des paliers à roulements s'appuyant directem#ent contre les faces frontales de ces disques. 3) Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les deux paliers à roulements sont serrés l'un par rapport à l'autre pour éliminer tout jeu axial.