Brevet FR2459926A1 — publié le 19810116

* Tous les joints dits " à lèvres" actuellement commercialisés sont conçus sur le même principe d'étanchement. Le fluide à étancher agit directement sur les lèvres, et pla que celles-ci sur leur portée, assurant ainsi l'étanchéité. Le principe même limite leur emploi en translation ( environ Im/sec); le nombre possible des alternances n'est pas garanti au-dessus de I0 et, de plus, les frottements sont importants et proportionnels à la pression d'utilisation. L'invention a pour objet un joint dont les efforts auxquels I0 ils sont soumis sont équilibrés afin de réduire les forces de frottement, ce qui a pour résultat: - un potentiel de longue durée. - une vitesse de translation très importante due à l'absence d(é chauffement. Le joint est représenté en étanchéité sur arbre I, il va de soi que l'étanchement sur alésage est identique. Le joint est composé de deux pièces: IO) le joint d'étanchement proprement dit 2, réalisé en élasto- mère. 20) une pièce métallique 3, dont une extrémité est chanfreinée et qui vient en appui sur la partie intérieure des lèvres du joint en élastomère. Le fluide P est supposé à gauche, c'est h dire du côté du ta lon du joint opposé aux lèvres 4 et 5, ce qui est contraire à ce qui se fait habituellement. Il faut remarquer toutefois quele joint selon l'invention est capable d'étancher dans les deux sens opposés, bien que en prin- cipe, il n'ait pas été conçu pour cet usage. Le joint proprement dit est logé dans un corps 6 dont la for- me peut être cylindrique ou prismatique. La pièce 2, en élastomère, présente deux faces,de préférence deux faces parallèles 7 et 8, une face 9 soumise à la pression, la quatrième face présente les deux lèvres 4 et 5, sur lesquelles vient prendre appui et presser le chanfrein I0. Le passage II n'a qu'un rôle accessoire, et est prévu pour permettre au fluide de I 2 2459926 s'échapper en cas de surpression. La pression du fluide donne naissance à une force F et à deux forces F2, toutes deux perpendiculaires à F, et antagonistes l'une par rapport à l'autre. La force F donne naissance à deux forces FI, qui, par décompo sition, donnent naissance à deux forces F IO, de signes opposés. On constate que F IO estopposée à F2 sur chacun des diamètres intérieur et extérieur. Par un dimensionnement judicieux de la géométrie du joint,(rai- IO deur, angle d'ouverture) il est possible de faire en sorte que les forces FIO équilibrent les forces F2, ce qui a pour résultat une composante nulle de frottement, donc de frottement nul. Compte tenu de cet état d'équilibre, il s'ensuit: I) que le joint peut fonctionner aussi bien en translation qu'en rotation. 2) que la vitesse linéaire n'est pas limitée par le système d'étan- chement. 3) que l'usure est quasiment nulle, assurant ainsi une durée de vie de plusieurs dizaines de millions de cycles. 4) que l'étanchement est assuré également, comme pour les joints classiques à lèvres, lorsque la pression agit du côté des lèvres. ) que le fluide à étancher peut être un fluide non lubrifiant. 6) que le système est en équilibre quel que soit la pression sous laquelle on l'utilise. Compte tenu de ces avantages, ce joint peut trouver des appli- cations partout o les frottements dits "secs" sont perturbateurs ( servo-commande-vérins asservis, vérins de vibrations) et égale- ment: -lorsque une grande durée de vie est recherchée -lorsqu'il y a composition d'un mouvement circulaire et d'un mouve- ment rotatif. - lorsque le système à étancher est soumis à des alternances de mouvement à fréquences élévées (plusieurs centaines de Hertz). - lorsqu'il y a application simultanée d'une pression élevée et d'unegrande vitesse. 3 2459926 -REVENDICATIONS- -R E V E N D I C À T I O N S- I/-Joint à lèvres caractérisé en ce qu'il comporte deux pièces dont l'une est en élastomère et l'autre est métallique - la première pièce présentant une face entail- lée de manière à constituer deux lèvres en forme de V. La se- conde étant chanfreinée et vient en appui sur les lèvres en V de la seconde pièce. 2/- Joint à lèvres, caractérisé en ce que tous les efforts mis en jeu sont équilibrés hydrostatiquement, quelque soient les valeurs de la pression hydraulique. 3/-Joint à lèvres caractérisé en ce que l'étanchement du fluide a lieu sans qu'il y ait frottement sur les faces d'étanchement. 3 pages.