Brevet FR2446971A1 — publié le 19800814

t' invention concerne les garnitures d'étanchéité pour arbres tournant dans un boitier, comportant une pièce d'étanchéité qui entoure l'arbre intimement pour rendre le boîtier étanche autour de l'arbre, ladite pièce d'étanchéité étant constituée, par exemple, par une lèvre, de préférence en élastomère, qui porte contre la surface cylindrique de l'arbre, ou par une bague qui entoure, avec un åeu très faible, une douille fixée sur l'arbre et dans laquelle est creusée une gorge hélicoldale formant labyrinthe, ladite pièce d'étanchéité étant maintenue immobile dans le boîtier en direction axiale et circonférentielle. Dans les garnitures d'étanchéité connues de ce genre, la pièce d'étanchéité est rendue immobile en directions axiale et circonférentielle par rapport au boîtier, par le fait qu'elle est fixée rigidement à l'intérieur de ce dernier. Or, cette disposition présente des inconvénients; en effet, si l'arbre n'est pas parfaitement centré dans le boîtier au montage ou en fonctionnement, s'il présente du faux-rond, ou encore s'il fouette ou vibre, la pièce d'étanchéité ne peut pas jouer son rôle correctement, elle subit une usure rapide et l'étanchéité n'est pas assurée. lie but de l'invention est de réaliser une garniture d'étanchéité du type en question qui ne présente pas les inconvénients précités des modes de réalisation connus. A cet effet, suivant l'invention, la pièce d'étanchéité est retenue par le boîtier en directions axiale et circonférentielle par la coopération de deux faces planes transversales appartenant, respectivement, à ces deux pièces et soumises à une force d'attraction axiale réciproque. L'attraction peut être du type à ressort ou magnétique. Grâce à cette structure particulière, il devient possible à la pièce d'étanchéité, sous quelque influence que ce soit, et notamment sous l'effet de l'arbre, de subir de légers déplacements dans un plan radial par de simples glissements relatifs correspondants des deux faces planes transversales précitées de la pièce d'étanchéité et du boîtier, ces deux faces demeurant toujours fermement appliquées l'une contre l'autre sous l'action de la force d'attraction, de telle sorte que la pièce d'étanchéité demeure positionnée par rapport au boîtier, tant en direction- axiale qu'en direction circonférentielle, tandis qu'elle est toujours en parfaite position d'étanchéité par rapport à l'arbre. Dans un mode de réalisation avantageux, la pièce d'étanchéité est immobilisée en direction circonférentielle par rapport au boîtier, d'une manière positive et avec jeu faible, au moyen d'au moins un ergot ou pion planté axialement de manière excentrée dans l'une de ces deux pièces et logé, avec du jeu, dans un évidement correspondant pratiqué dans l'autre pièce. Ainsi, au cas où la pièce d'étanchéité aurait tendance à être entraînée en rotation par l'arbre avec une force supérieure à la force de retenue par friction engendrée par l'attraction, elle ne risquerait cependant pas de tourner dans le boîtier. On peut par exemple prévoir deux ergots diamétralement opposés ou trois ergots disposés à 1200. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples, quelques modes de réalisation de garnitures d'étanchéité suivant l'invention. Sur ces dessins Fiv.1 represente, en coupe, une garniture dans laquelle la pièce d'étanchéité est constituée par une lèvre en élastomère, et Fig.2 représente, également en coupe, une garniture dans laquelle la pièce d'étanchéité est une bague coopérant avec une gorge hélicoidale de l'arbre formant labyrinthe. La garniture représentée sur la Fiv.1 est destinée à assurer l'étanchéité d'un boîtier 1 autour d'un arbre tournant 2 qui traverse ce boîtier; elle comporte une pièce 3 en matière plastique, de préférence celle connue dans le commerce sous la dénomination "Teflon", avec une lèvre 4 en contact avec la périphérie cylindrique de l'arbre 2 et uné partie annulaire 5 emboîtée sur une bague 6 entourant l'arbre avec un jeu relativement important. La pièce 3 et la bague 6 forment ensemble la pièce d'étanchéité 7 précitée. La bague 6 présente une face radiale plane Il appliquée contre une face radiale plane correspondante 12 qui appartient à une bride ou couvercle 13 de fermeture du boîtier 1, traversé aussi par l'arbre 2 avec un jeu relativement important. L'une des deux pièces constituées par la bague 6 et par la bride 13 est aimantée et l'autre est en métal magnétique, de sorte que ces deux pièces sont fermement appliquées l'une contre l'autre le long de leurs faces 11 et 12 en contact, et positionnées axialement l'une par rapport à l'autre d'une façon parfaite. Les forces de frottement développées par l'attraction magnétique sont, en général, suffisantes pour empêcher la pièce d'étanchéité de tourner avec l'arbre. Toutefois, il est possible d'assurer une liaison positive en direction circonférentielle entre la pièce d'étanchéité et le boîtier, en utilisant, par exemple, un ou plusieurs ergots, ou pions, tels que 16, plantés axialement dans l'une de ces deux pièces, en l'occurrence dans le couvercle 13 du boîtier, et logésavec un jeu dans un évidement correspondant 17 pratiqué dans l'autre pièce, c'est-à-dire ici dans la bague 6. De préférence, on prévoit deux ergots diamétralement opposés ou trois ergots à 1200. Dans le mode de réalisation représenté sur la Fiv.1, on a supposé que l'une des deux pièces constituées par la bague 6 et par la bride 13 est aimantée et que l'autre est en métal magnétique, mais on ne sortirait pas du cadre de l'invention en utilisant des pièces qui ne soient pas aimantées ou magnétiques dans l'intégralité de leur masse, mais seulement par la présence d'un petit aimant ou,respectivement, d'une pièce en métal magnétique, encastrés dans la pièce d'étanchéité et dans le couvercle du boîtier et affleurant les faces planes Il et 12 par lesquelles doit s'exercer la force magnétique d'attraction. Sur la Fig.2, on a représenté un autre mode de réalisation dans lequel la pièce d'étanchéité 21 ne comporte pas de lèvre, mais est constituée par une bague qui entoure, avec un jeu très faible, une douille 22 fixée sur l'arbre 2 et à la périphérie extérieure de laquelle est taillée une gorge hélicoidale 23, formant labyrinthe, destinée à ramener vers l'intérieur du bot- tier 1, quand l'arbre 2 tourne dans le sens de la flèche f, l'huile ou autre liquide à étancher qui aurait tendance à fuir vers l'extérieur, entre la surface extérieure de la douille 2 et l'alésage de la bague d'étanchéité 21. Comme dans le mode de réalisation décrit plus haut en référence à la Fiv.1, la retenue de la bague d'étanchéité 21 par le couvercle de boîtier 13 se fait par attraction magnétique réciproque de ces deux pièces. Un ou plusieurs ergots 16 peuvent aussi assurer une immobilisation positive de la bague d'étanchéité par rapport au boîtier en direction circonférentielle. De plus, dans le mode de réalisation représenté, la douille 22 présente une collerette 25 avec des rainures radiales 26 dont le rôle est d'assurer, sous l'action de la force centrifuge, un effet de pompage destiné à extraire l'huile qui peut se rassembler dans une cavité annulaire 27 creusée dans @'alésage de le bague 21 et débouchant vers la collerette 25 p r des trous 28 de direction axiale. Selon l'invention, il est également possible d'assurer la retenue axiale et circonférentielle de la pièce d'étawc}éité par au moins un ressort sollicitant cette pièce vers i couvercle 13 et disposé entre le couvercle et la pièce d'étanchéité. REVEND ICAT ION Garniture d'étanchéité pour arbre tournant dans un boîtier, comportant une pièce d'étanchéité qui entoure l'arbre intimement pour rendre le boîtier étanche autour de l'arbre, ladite pièce d'étanchéité étant constituée, par exemple, par une lèvre, notamment en élastomère, qui porte contre la surface cylindrique de l'arbre, ou par une bague d'étanchéité qui entoure, avec un jeu très faible, une douille fixée sur l'arbre et dans laquelle est creusée une gorge hélicoïdale formant labyrinthe, ladite garniture d'étanchéité comportant des moyens pour retenir la pièce d'étanchéité contre le boîtier en directions axiale et circonférentielle le long de deux faces planes transversales appartenant respectivement à ces deux pièces, tout en permettant à ces deux faces de glisser legèrement l'une sur l'autre, garniture d'étanchéité caractérisée en ce que ses moyens de retenue précités sont constitués par le fait que l'une des deux pièces précitées (7 et 1 ou 21 et 1) forme, au moins en partie, un aimant, tandis que l'autre est constituée, au moins en partie, d'un métal magnétique, l'aimant et le métal magnétique affleurant respectivement les deux faces planes transversales précitées (11, 12).