Brevet FR2269663A1 — publié le 19751128

La présente invention concerne un joint d'étanchéité destiné à être monté entre deux éléments de construction mobiles l'un par rapport à l'autre, du type comprenant un disque d'étanchéité à fixer sur l'un des éléments et un anneau d'étanchéité à fixer sur l'autre élément, cet anneau étant appliqué sous une tension axiale initiale sur le disque, une douille de montage étantevu-e pour la fixation,sur le premier élément, de l'anneau qui est disposé dans cette. douille par l'intermédiaire d'un ressort et dTune.membrane, tandis que cette douille présente une butée pour empêcher le disque de ce déplacer-axialement en s'éloignant de lanneau. Un tel joint, présentant des surfaces d'étanchéité axiales qui permettent des mouvements relatifs, est particulièrement compact et sûr dans la mesure ou le montage est effectué de façon convenable. L'invention a pour but de réaliser un joint simple du type précité, qui puisse être monté d'une façon très simple et également en toute sécurité par des ouvriers non expérimentés. A cet effet, selon l'invention, il est prévu une seconde douille de montage pour la fixation du disque d'étanchéité sur le second élément, une extrémité de cette douille coopérant avec la butée prévue sur la première douille, tandis que son autre extre1- mité est délimitée par une surface frontale qui, lors d'un montage convenable du joint, se trouve alignée radialement avec la surface frontale de la douille associée à l'anneau, cette seconde douille associée au disque présentant par ailleurs une collerette radiale sur laquelle est appliquée un côté du disque.Ainsi, non seulement la position du disque est limitée par rapport à la première douille grâce à la butée prévue sur celle-ci, mais encore les surfaces frontales correspondantes assurent à chaque fois l'obtention aisée de la position de montage relative, sans qu'il soit nécessaire de prévoir à cet effet des surfaces de butée notamment sur les éléments de construction, et alors que le joint peut être assemblé à l'aide de pièces d'une réalisation simple. En raison de la position relative déterminée d'une façon précise que l'on obtient pour les pièces du joint, on peut utiliser pour le ressort qui procure la tension initiale de l'anneau, un ressort à rondelle conique. Ce ressort fournit la tension initiale convenable en ayant uniquement besoin d'être en mesure de compenser l'usure faible des surfaces d'étanchéité.Pour monter l'anneau d'é tanchéité dans la douille associée, on peut serrer le ressort à rondelle conique à l'aide de la membrane, des encoches ménagées dans le ressort pouvant coopérer avec des saillies prévues sur la membrane afin de rendre ces pièces solidaires dans le sens de la rotation. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemples non limitatifs et en regard aux dessins annexés sur lesquels la Fig. 1 représente une vue en coupe axiale d'un joint conforme à l'invention les Fig. 2 à 6 représentent des variantes de ce joint la Fig.7 représente une coupe axiale d'un roulement à bille double muni dn joint conforme à l'invention. Le jointdont une partie est représentée en coupe sur le dessin de la Fig.l est disposé entre un arbre 1 et un élément de construction 2 monté rotatif par rapport à cet arbre. Une douille de montage intérieure 3 présentant une collerette 4 estmontée en ajustement serré sur cet arbre 1. Un disque d'etanchéit 6 est fixé,avec interposition d'un matériau élastique 5 ,sur la collerette 4 et la douille 3, ce disque tournant avec l'arbre 1. Une seconde douille de montage ou douille extérieure 7 est également fixée en ajustement serré dans l'élément 2.Cette douille 7 présente à une extrêmité une partie repliée 8 qui est conformée de façon à servir de butée pour limiter la latitude de mouvement de la collerette 4 de la douille intérieure 3 et à son autre extrêmité, cette douille 7 présente une collerette 9 dirigée vers l'intérieur. Sur cette même douille extérieure 7 sont montés à demeure un ressort à rondelle conique 10, une membrane élastique 11 et un anneau- d'étanchéité 12,l1en- semble étant retenu par un anneau de serrage 13.La membrane élastique 11 est vulcanisée sur l'anneau 12 et elle présente par ailleurs des saillies 14 qui coopèrent avec des encoches 15 ménagées dans le ressort 10 pour assurer une liaison en rotation. Le ressort 10 applique l'anneau d'étanchéité contre le disque 6 sous une tension initiale. Dans l'état de montage normal du joint qui est représenté par le dessin,le ressort 10 fournit la tension élastique voulue et la surface de gauche de la collerette 9 se trouve radialement alignée avec le bord gauche extrême de la douille intérieure 3. Une fois l'arbre 1 monté dans l'élément 2, l'ensemble du joint peut être amené sous pression d'une façon simple à partir du côté gauche jusque dans la position convenable, à l'aide d'un organe de pression plan qui entoure l'arbre 1 avec un certain jeu.De la même façon, le montage peut également être réalisé à partir du côté droit, mais on doit alors utiliser de préférence dans ce cas un mandrin de montage étagé qui correspond à l'espacement axial existant entre la surface frontale de droite de la butée 8 et la surface de droite de la collerette 4. Le joint peut également être assemblé à l'avance, la butée 8 étant alors repliée après l'assemblage des pièces. I1 en résulte que les pièces qui sont associées entre elles ne se perdent pas pendant le transport et le stockage, une tension préalable minimum subsistant toutefois entre l'anneau 12 et le disque 6. I1 n'est par ailleurs pas besoin de fixer de conditions d'usinage poussées pour les surfaces de montage prévues sur l'arbre 1 et l'élément 2. Dans les modes de réalisation des Fig. 2 à 6, le ressort à rondelle est monté dans la membrane en caoutchouc et la butée est disposée non pas sur la douille associée à l'anneau, mais sur celle associée au disque. On se dispense en outre d'un anneau de serrage particulier. Ainsi, dans le cas de la Fig.2, la membrane en caoutchouc 21 est munie d'un ressort à rondelle 20 disposé dans cette membrane pendant son formage tandis que la membrane elle-même présente un bord épaissi 23 à l'aide duquel la membrane et le ressort sont maintenus dans l'angle formé par la paroi 17 de la douille de montage et la collerette voisine et orientée radialement 19 de cette douille. La membrane présente en outre un bord 24 faisant une saillie importante sur elle et qui est serré dans une gorge correspondante 25 de.l'anneau d'étanchéité 22.La douille de montage 26 du disque d'étanchéité 29 présente à une extremité une collerette radiale dirigée vers l'extérieur 27 sur laquelle est monté le disque d'étanchéité 29 qui est reçu dans un anneau en caoutchouc ou en uneautre matière élastique 30 qui est interposé entre eux et qui est. engagé sur la douille 26 jusqut venir au contact de la collerette 27 de celle-ci. Cette douille 26 présente à son autre extrémité un bord replié 28. Dans la variante de la Fig.3, la membrane 31 présente sur son diamètre intérieur un bord épaissi 32 qui slaie sur une partie 33 repliée vers l'intérieur de la collerette 19 de la douille 17. Dans la réalisation de la Fig.4, le disque d'étanchéité 40 est réalisé en une seule pièce avec la douille de montage 26. Si l'on utilise pour la réaliser du métal, il est possible d'absorber et de répartir une quantité importante de chaleur qui apparaît lorsque l'anneau et le disque d'étanchéité glissent l'un sur l'autre. Cette réalisation présente comme inconvénient que l'on doit usiner de façon relativement précise la douille 26 sur la surface d'étanchéité que doit présenter le disque 40. Dans les modes de réalisation des Fig. 5 et 6, on utilise un disque d'étanchéité en matière frittée ou céramique. Dans le caide la Fig.5, le disque d'étanchéité 50 est fixé tout le long de sa périphérie intérieure par l'intermédiaire d'un anneau en caoutchouc 52 qui est enfilé sur la douille de montage 56. Pour permettre l'absorption de la chaleur due au frottement, le disque 50 est conçu de façon à venir en contact libre avec l'air environnant , à l'exception de la surface qui repose contre la collerette 27 de la douille 26, cette collerette pouvant elle-même absorber de la chaleur. Le disque 50 peut éventuellement être constitué en une matière bonne conductrice ou bien être fabriqué à partir d'une matière telle que du métal ou du carbone. La Fig.6 représente une réalisation analogue dans laquelle la membrane en caoutchouc et le ressort à Irondelle sont toutefois remplacés dans ce cas par un élément élastique 60, de préférence une pièce moulée en matière plastique. Cet élément 60 présente une partie 64 en forme de collerette radiale dirigée vers l'intérieur et une partie en forme de douille 62, la collerette 64 étant par ailleurs repliée sur son bord intérieur suivant une partie 66 en forme de collerette conique divergeant vers l'extérieur et qui serre de ressort à rondelle.L'anneau d'étanchéité présente une partie en retrait 70 qui constitue ainsi un épaulement 72 sur lequel peut s'appuyer l'extrêmité libre de la collerette 66 afin de maintenir cet.anneau 68 en position de travail en l'appuyant contre le disque d'étanchéité 50. Dans cet exemple, on utilise des manchettes en caoutchouc 74 et 76 qui servent à isoler ou à monter les douilles de montage. I1 faut remarquer que, au lieu d'être réalisé en matière plastique, l'élément 60 peut également l'être, suivant les conditions, en un métal convenable, par exemple en bronze ou en laiton. Ce joint perfectionné convient particulièrement bien dans une application à un roulement à billes tel que celui de la Fig.7, cette Fig. représentant schématiquement en 78 le joint. Le roulement à billes à double rangée est par ailleurs muni à la façon habituelle d'un anneau en caoutchouc ou matière plastique 80 qui coopère avec une garniture d'étanchéité à lèvre 82. REVEND ICAT IONS 1 - Joint d'étanchéité destiné à être monté entre deux éléments de construction mobiles l'un par rapport à l'autre, du type comprenant un disque d'étanchéité à fixer sur l'un des élé- ments et un anneau d'étanchéité à fixer sur l'autre élément, cet anneau étant appliqué sous une tension axiale initiale sur le disque, une douille de montage étant prévue pour la fixation1 sur le premier élément, de l'anneau qui est disposé dans cette douille par l'intermédiaire d'un ressort et d'une membrane, tandis que cette douille présente une butée pour empêcher le disque de se déplacer axialement en s'éloignant de l'anneau, caractérisé en ce qu'il est prévu une seconde douille de montage pour la fixation du disque d'étanchéité sur le secondélément, une extremite de cette douille coopérant avec la butée prévue sur la première douille, tandis que son autre extrémité est d'un montage convenable du joint, se trouve alignée radialement avec la surface frontale de la douille associée à l'anneau, cette seconde douille associée au disque présentant par ailleurs une collerette radiale sur laquelle est appliquée un côté du disque. 2 - Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort qui fournit la tension axiale initiale de l'anneau d'étanchéité contre le disque est constitué par un ressort à rondelle conique qui est serré dans la douille de montage correspondate. 3 - Joint selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort à rondelle est serre dans J la douille de montage correspondante avec interposition d'un bord de la membrane et en ce qu'il présente des encoches qui coopèrent avec des saillies correspondantes prévues sur la membrane afin d'assurer la solidarisation dans le sens de rotation de l'anneau d'étanchéité par rapport à ce ressort. 4 - Joint selon l'un quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'anneau d'étanchéité est monté sur une membrane élastique qui est soutenue au moins partiellement par une collerette radiale de la douille de montage associée, un ressort étant logé dans la membrane pour fournir la tension initiale de l'anneau d'étanchéité contre le disque ou bien cette membrane étant elle- morne réalisée sous forme d'un élément élastique. 5 - Joint selon la revendication 4, caractérisé en ce que la membrane est réalisée en caoutchouc et en ce qu'un ressort à rondelle conique y est logé par vulcanisaticn, cette membrane présentant un bord épaissi qui s'adapte avec serrage dans un angle de la douille de logement associée et de la collerette appartenant à celle-ci, qui est dirigée radialement. 6 - Joint selon l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la douille de montage associée au disque d'étanchéité estmuni sur un côté d'une partie en forme de collerette orientée radialement et qui sert de butée, le disque étant disposé sur l'extrémité opposée de la douille.