Brevet FR2394729A1 — publié le 19790112

na présente invention concerne un joint d'étanchéité destin à former avec une contre-bague un joint tournant pour pompe cetrifue. Un joint d'étanchéité pour pompe centrifuge comprend, de façon classique, un anneau de frottement, une membrane élastique annulaire dont une extrérllité est solidaire de 11 anneau de frottement, un bot- tier annulaire auquel est fixée l'autre extrémité de la membrane, ledit boîtes comportant une paroi radiale terminale reliant une paroi extérieure destinée à etre emmanchée dans un logement de la pompe et une paroi intérieure, et un organe de rappel agissant pour écarter mutuellement les deux extrémités de la membrane. La présente invention vise un joint d'étanchéité du type décrit présentant une sécurité de fonctionnement et une stabilité au stockage accrues. A cet effet, dans le joint selon l'invention, l'extrémité de la membrane solidaire de l'anneau de frottement est fixée à un anneau extérieur dont le diamètre extérieur est inférieur au diamètre intérieur de la partie extérieure dudit boîtier, et l'extrémité opposée de la membrane est en contact avec la partie radiale et la partie in térieure du boîtier. En fonctionnement, les deux extrémités de la membrane étant rapcrochées contre l'action de l'organe de rappel, de sorte que le se cond boîtier pénètre à l'intérieur de ladite paroi extérieure fixée à la pompe, il s'oppose ainsi à un décentrage du joint, par exemple sous l'effet de courants d'eau transversaux, et la fiabilité du joint en est améliorée.. Le second boftier protège en outre la membrane élastique lors du stockage contre les produits éttansers et contre l'émission d'ozone par les tubes d'éclairage fluorescents, qui provoque à la longue des cranuelures dans la matière élastomère constituant la membrane. Une autre caractéristique très intéressante du joint selon l'invention est que la membrane peut présenter un débattement important même lorsque le diamètre intérieur du joint est assez grand. De ce fait, le joint selon l'invention peut être intégré avantageusement à un ensemble monobloc regroupant plusieurs des composants d'une pompe centrifuge et susceptibla d'être monté en une seule opération, un tel ensemble comprenant une turbine avec son moyeu, une contre-bague fixée au moyeu, un joint d'étanchéité et un manchon destiné à entourer l'arbre de la pompe fixé par une extrémité au moyeu de la turbine et présentant à l'extrémité opposée un épanouissement radial pour maintenir assemblés les différents composants.La présence de ce manchon impli que que le diamètre intérieur du joint doit être relativement grand, ce nui rend le joint selon l'invention particulièrement approprié à ce type d'utilisation. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante, faite en se référant au dessin annexé, sur lequel - la fig. 1 représente le joint d'étanchéité selon l'invention intégré à un ensemble monobloc pour pompe à eau de véhicule, et - la fig. 2 représente la pompe après le montage de 11 ensemble de la fig. 1 et le mandrin utilisé pour le montage. L'ensemble monobloc pour pompe à eau de véhicule représenté à l'état libre à la fig. 1 comprend une turbine 10 avec son moyeu 11 et le dispositif d'étanchéité comprenant la contre-bague 16 et le joint d'étanchéité. Le joint d'étanchéité comprend essentiellement l'anneau de frottement 19, la membrane 20 en matière élastomère et le ressort de compression 22 et sera décrit plus en détail ci-après. La pompe à eau comprenant l'ensemble monobloc de la fig. 1 est représentée à la fig. 2 en cours d'assemblage et comprend un corps 1 dans lequel est monté l'arbre 2 supporté par les deux rangées de billes 3 dans la cage 4 elle-même emmanchée dans le corps 1, deux joints latéraux 8 et 9 empêchant la graisse contenue dans le roulement de s'échapper vers l'extérieur. La pompe terminée comprend en outre une plaque de fermeture, non représentée sur la fig. 2, qui se fixe sur le corps 1. La turbine 10 est du type décrit dans le brevet français 10 1 300 199 et est constituée d'un flasque métallique embouti comprenant des secteurs en saillie 13 et des secteurs en creux 14 en alternance, des ouvertures 13 étant pratiquées dans les secteurs en creux 14 à la fois pour améliorer le rendement, comme l'explique le brevet précité, et pour permettre le montage de l'ensemble sur la pompe d'une manière décrite ci-après. La turbine 10 est fixée par sertissage et brasage au moyeu Il en acier fritté destiné à être ermanché à force sur l'arbre 2 de la pompe, et la contre-bague 16 est fixée au moyeu tar l'intermédiaire d'une partie épaulée 17 dtun manchon 18 en matière élastomère assurant l'étanchéité statique. L'étanchéité résulte de façon connue du frottement entre la contrebague 16, qui tourne avec le moyeu 11, et l'anneau de frottement 19 fixé à la membrane souple 20 elle-même fixée à un bottier 21 destiné à être emmanché serré dans le corps 1 de la pompe, comme on le voit sur la fig. 2. La liaison entre la membrane 2C et le bottier 21 est fournie par un anneau 24, la disposition étant telle que l'extrémité considérée de la membrane 20 est en contact avec la paroi intérieure du bottier 21. Le boîtier 21 comporte une collerette 25 disposée radialement au niveau des ouvertures 15 de la turbine, fournissant une surface d'appui en vue du montage et une paroi radiale terminale qui coopère avec un épanouissement 27 du manchon 18, lorsque l'ensemble est à l'état libre (fig. 2) pour le maintenir assemblé contre l'action du ressort 22. De plus, le boîtier 21 comporte des prolongements 28 qui coopèrent avec des rainures 29 de forme correspondante ménagées dans l'anneau de frottement 19 pour empêcher toute rotation de celui-ci par rapport à la membrane 20. La liaison entre la membrane 20 et l'anneau de frottement 19 est fournie par un anneau extérieur 23 dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre intérieur de la partie extérieure du bottier 21. De ce fait, en fonctionnement, l'anneau 23 pénètre légèrement à l'intérieur du bottier 21 comme on peut le voir à la fig. 2 et s'oppose alors à tout décentrage de l'anneau de frottement 19. il protège en outre la membrane 20 avant le montage, On voit en effet sur la fig. 1 que la membrane 20 se trouve enfermée presque complètement à l'intérieur du bottier 21 et de l'anneau 23. De plus, l'anneau de frottement 19 comporte du c8té opposé à sa face frottante un évidement 19b dont la membrane 20 épouse la forme lorsque l'ensemble est renté et que le joint est comprimé, comme c'est visible à la fig. 2. our le montage de l'ensemble de la fig. 1 sur le corps 1 et l'arbre 2, on utilise un mandrin M qui comporte une surface de butée annulaire B et des doigts D répartis à la périphérie extérieure et agencés pour pouvoir pénétrer facilement par les ouvertures 15 de la turbine. La surface de butée B pousse le moyeu 11 à force sur l'arbre 2 et les doigts Dpoussentle bottier 21 à force dans l'alésage prévu à cet effet dans le corps de pompe. La distance axiale entre l'extrémité des doigts D et la surface de butée B définit de façon précise la position relative du bottier 21 et de la contre-bague 16 fixée au moyeu 11, et donc la force de compression que le ressort 22 exerce sur l'anneau de frottement 19. Ce réglage précis est important car il conditionne le bon fonctionnement du dispositif d'étanchéité. Une fois 11 ensemble monté, l'épanouissement 27 se trouve dégagé puisque le ressort 22 a été comprimé par le montage. L'épanouissement 27 joue alors le r81e d'un anneau d'essorage et de centrifugation pour les gouttelettes de liquide éventuellement présentes, une ouverture 7 étant ménagée dans le corps de pompe au niveau de l'épanouis- sement 27 pour permettre l'évacuation du liquide, ainsi qu'une prise d'air (non représentée). il est clair que la disposition décrite de la membrane 20 permet un débattement important de la membrane malgré un diamètre intérieur du joint relativement grand. Gomme l'ensemble monobloc de la fig. 1 comprend nécessairement un manchon 18 pour maintenir assemblé le joint d'étanchéité avec les autres éléments, le diamètre intérieur du joint ne peut être que relativement grand, ce qui pose le problème d'un débattement suffisant de la membrane. Le joint d'étanchéité décrit, caractérisé par la présence de l'anneau extérieur 23 et la disposition que cela permet d'adopter pour la membrane 20, est donc particulièrement approprié à l'utilisation dans un ensemble monobloc tel que celui de la fig. 1. Toutefois, ce joint peut aussi être utilisé de façon appropriée dans une pompe à eau de type classique, où les composants sont séparés et ne sont réunis que lors de l'assemblage de la pompe. il est clair en effet que les avantages indiqués précédemment du joint selon l'invention - meilleur centrage de l'anneau de frottement 19, protection de la membrane 20 - gardent leur intérêt quel que soit le mode de montage du joint. L'invention a été décrite dans le cas d'une pompe à eau de véhicule, mais il est évident qu'elle eut aussi s'appliquer à des pompes centrifuges d'un autre type. R E V z 3 I .1 A T I O Tl S 1.- Joint d'étanchéité pour pompe centrifuge, du type comprenant un anneau de frottement, une membrane élastique annulaire dont une extrémité est solidaire de 7'anneau de frottement, un boîtier annulaire auquel est fixée l'autre extrémité de la membrane, ledit bottier comportant une paroi radiale terminale reliant une paroi extérieure destinée à être emmanchée dans un logement de la pompe et une paroi intérieure, et un organe de rappel agissant pour écarter mutuellement les deux extrémités de la membrane, caractérisé par le fait que l'ex- trémité de la membrane solidaire de l'anneau de frottement est fixée à un anneau extérieur dont le diamètre extérieur est inférieur au diamètre intérieur de la partie extérieure du dit bottier, et l'extré- mité opposée de la membrane est en contact avec la partie radiale et la partie intérieure du bottier. 2.- Joint selon la revendication 1, dans lequel l'anneau de frottement comporte du côté opposé à sa face frottante un évidement dont la membrane épouse la forme lorsque le joint est monté. 3.- Ensemble monobloc pour pompe centrifuge comprenant un joint d'étanchéité selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une turbine fixée à un moyeu, une contrebague liée au moyeu et un manchon intérieur fixé par une extrémité au moyeu et comportant à l'autre extrémité un épanouissement radial ser valet de butée à ladite paroi radiale du bottier du joint tour retenir ce dernier, la turbine comportant une pluralité d'ouvertures rénar- ties angulairement et la paroi extérieure du boîtier se prolongeant par une collerette radiale située en regard des ouvertures de la turbine.