Brevet FR2426195A1 — publié le 19791214

La présente invention concerne les joints mécaniques rotatifs du type dans lequel la chaleur dégagée au niveau des surfaces de frottement est entraînée par un fluidequi circule dans la région du joint, le fluide pouvant être celui que le joint doit retenir ou pouvant être un liquide séparé utilisé plus précisément pour le refroidissement et l'étanchéité. Le fluide de refroidissement peut circuler dans un échangeur de chaleur et peut revenir vers le joint. On sait déja réaliser des connexions d'entrée et de sortie espacées axialement pour la circulation du liquide de refroidissement, et disposer une roue, formée par exemple d'un anneau comprenant des ailettes inclinées, sur l'élémeztrotatif du joint afin qu'un courant axial du fluide de refroidissement soit provoqué. On connait aussi l'usinage d'une volute hélicoidale la face interne d'une piece fixe, par exemple le boîtier du joint, dans le même but, car le mouvement rotatif transmis au liquide par frottement visqueux, du fait du grand rapprochement des éléments rotatifs adjacents, provoque une réaction avec la volute et un déplacement axial du liquide. Cependant, un inconvénient d'une telle volute est que sa fabrication est coûteuse et en outre, lorsqu'elle a été usinée, on ne peut plus la modifier. L'invention concerne un joint du type décrit précédemment, formé par disposition d'une surface cylindrique interne dans un boitier fixe du joint et introduction contre cette surface d'un corps hélicoidal formé séparément et qui délimite, entre cette surface et les spires successives du corps hélicoidal, un trajet hélicoidal de circulation d'un fluide autour des éléments rotatifs du joint, placés radialement vers l'inte- rieur par rapport a cette surface. L'invention concerne aussi un joint mécanique rotatif du type décrit dans lequel une partie fixe d'un boitier, placée autour des éléments rotatifs du joint, a une surface interne cylindrique à l'intérieur de laquelle est introduit un corps hélicoidal fixe formé séparément et délimitant un passage hélicoidal autour des parties rotatives si bien que la rotation du fluide par frottement avec ces parties se transforme en un déplacement axial du fluide, assurant ladite circulation. Le corps hélicoïdal a l'effet d'une volute, mais son coût est bien plus réduit que celui de celle-ci Il s'agit de préférence d'un ressort hélicoïdal qui est avantageusement forme par enroulement d'un fil métallique de section rectangulaire. Le ressort peut être enroulé de manière que son diamètre a l'état libre soit légèrement supérieur a celui du boiter cylindrique qui le loge Si bien qu'il doit être comprime pour être introduit et il est alors maintenu fermement en place par sa propre élasticité. Pour un dessin déterminé de joint, ayant une dimension donnée de boltier, l'utilisation d'un ressort séparé ou d'un' autre corps hélicoïdal séparé la place d'une volute usinée donne au- réalisateur une grande liberté quant a l'augmentation ou a la réduction du débit de circulation du liquide, et quant a l'adaptation de différentes dimensions de joints rotatifs par sélection d'un ressort ou corps hélicoidal ayant le pas et/ou le diamétreinterne voulus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en ré férence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une coupe .schématique d'une partie. d'un joint mécanique rotatif selon l'invention , et - la figure 2 est une coupe analogue représentant une variante du Joint. Les deux joints représentés sur les dessins sont d'un type dans lequel deux organes d'étanchéité -sont distants axialement et un liquide de refroidissement et d'étanchéité est séparé du fluide que doit retenir le joint et circule dans l'espace intermédiaire. Dans le mode de réalisation de la figure l, les joints sont placés dos a dos.Un liquide de refroidissement pénètre par un raccord radial 1 d'entrée dans le bottier 2 placé autour, sensiblement en face des faces de frottement du premier organe 3, et la connexion 4 de sortie est distante axialement de la connexion d'entrée et se trouve en face des faces de frottement de l'autre organe 5. Un ressort hélicoïdal 3 qui s 'ajuste étroitement est placé dans la partie cylindrique du boîtier 2 entre les connexions dientree et de sortie et il est enroulé a partir d'un fil plat de section rectangulaire, sa propre élasticité le maintenant en place. I1 reste juste un petit espace entre la surface interne du ressort et la surface externe des éléments rotatifs des deux joints et le liquide de refroidissement, étant donné le frottement circonférentiel au niveau des joints, est entrainé axialement du fait de la forme hélicoïdale des espaces délimités entre les spires du ressort. Dans l'exemple représenté, le liquide circule dans un échangeur 7 de chaleur. I1 faut noter que l'usinage de la surface interne du boîtier 1 sous forme purement cylindrique est une opération très peu coûteuse. En outre, différents ressorts disponibles dans le commerce peuvent être choisis en fonction du débit voulu compte tenu des caractéristiques du liquide utilisé. Comme indiqué pré cedemment, l'invention peut aussi être mise en oeuvre avec un seul joint, le fluide circulant étant le produit que doit arrêter le joint. La figure 2 représente une variante qui diffère du mode de réalisation de la figure 1 uniquement en ce que les joints sont montés en tandem et non pas dos a dos, et il existe encore un liquide séparé de refroidissement et d'étanchéité qui circule sous l'action de l'élément hélicoïdal rapporté, le produit circulant aussi mais sans aucun dispositif destiné a créer un courant, à l'intérieur du joint. Il faut noter qu'on peut aussi utiliser un élément rapporté sous forme d'une hélice spécialement enroulée mais non nécessairement élastique, a la place d'un ressort disponible dans le commerce. I1 est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'a titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. RENENDICATIONS 1. Joint mécanique rotatif du type dans lequel la chaleur dégagée au niveau des faces de frottement est entraÎnée par un fluide qui circule dans la région d'un joint, celui-ci comprenant une volute hélicoïdale interne disposée dans une partie fixe d'un boÎtier autour des éléments rotatifs du joint et délimitant un passage hélicoïdal autour de ces éléments rotatifs afin que la rotation du fluide par frottement contre ces éléments se trans forme- en un déplacement axial du fluide et provoque ainsi la circulation de celui-ci, ledit joint étant caractérisé en ce que la volute est formée par un corps hélicoïdal séparé (6) placé a l'intérieur du boiter, contre une surface cylindrique. 2. Joint selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps cylindrique (6) est formé par un ressort hélicoïdal. 3. Joint selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ressort (6) a, Lorsqu'il est libre, un diamètre légèrement supérieur a celui de la surface cylindrique interne du boîtier si bien que le ressort est comprimé lorsqu'il est en position contre cette surface. 4. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 a 3, caractérisé en ce que le corps hélicoïdal (6) a une section rectangulaire. 5. Procédé de formation d'un joint mécanique rotatif comprenant un dispositif de circulation d'un fluide dans le joint afin que-la chaleur dégagée au niveau des faces de frottement soit entraînée, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend 1a formation dtunesurface cylindrique interne dans un boîtier fixe du joint et l'introduction contre cette surface d'un corps hélicoïdal (6) formé séparément afin qu'il délimite, entre la surface cylindrique et les spires successives du corps hélicoïdal, un trajet hélicoïdal de circulation d'un fluide autour des éléments rotatifs du joint, ces éléments étant placés radialement vers l'intérieur par rapport a ladite surface. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le corps hélicoïdal (6) est un ressort hélicoïdal dont le diamètre, a l'état libre, est supérieur a celui de ladite -sur-- face cylindrique, ce corps étant comprimé avant introduction et étant maintenu à l'intérieur contre la surface par sa propre élasticité. 7. Joint mécanique rotatif, caractérisé en ce qu'il est réalisé par mise en oeuvre d'un procédé selon l'une des revendication 5 et 6.