Brevet FR2466685A1 — publié le 19810410

GARNITURE D'ETANCIIEITE POUR ARBRES COULISSANTS L'invention due à la collaboration de Monsieur Georges DECOUZON concerne une garniture d'étanchéité pour arbres coulissants qui possède une armature tubulaire à laquelle est lié le corps d'un joint d'étanchéité à lèvre, un ressort logé dans une rainure qui entoure la lèvre pour assurer son appui sur l'arbre et un organe de protection de la lèvre. On connait par le brevet français 2 261 464 une garniture d'étanchéité du type précité dont l'organe de protection préserve la lèvre des déformations consécutives aux surpressions. L'organe de protection est constitue par un anneau dont la plasticité ast suffisante pour qu'il puisse être introduit facilement dans une cavité toroidale du corps de joint. Un tel organe ne peut assurer la protection de la lèvre contre les chocs extérieurs de l'arbre ou des impuretés contenues dans l'huile. On connaît par le brevet français 2 218 010 un organe de protection pour joint d'étanchéité constitué par une bague de protection montée sur l'arbre qui possède une partie annulaire en saillie, engagée dans le support du joint d'étanchéité. Une telle bague ne peut etre utilisée sur les garnitures d'étanchéité à lèvre radiale en contact avec l'arbre. L'invention vise une garniture d'étanchéité pour arbres coulissants tels que, par exemple, des crémaillères de direction pour véhicules automobiles dans laquelle les contraintes dynamiques qui s'exercent dans la zone d'étanchéité sont transmises à l'organe de protection contigu à la lèvre d'étanchéité. L'invention part de l'état de la technique indiqué également par le brevet 78.02661 d'après lequel le joint d'étanchéité est monté à flexibilité avec une bague de contact sur une crémaillère de direction. Le problème technique posé par cette configuration du joint d'étanchéité réside dans le fait que la lèvre d'étanchéité peut entrer accidentellement en contact avec les dents de la crémaillère notamment lors du montage du joint. La solution selon l'invention consiste donc en ce quelle prévoit que l'organe de protection de la lèvre encapsule le joint d'étanchéité et possède une gorge intérieure pour le logement du ressort qui entoure la lèvre, et pour la retenue axiale de l'organe. Selon une variante de réalisation l'organe de protection porte une lèvre de raclage additionnelle. L'invention est décrite ci-après en détail en se référant à un exemple préféré, non limitatifs de réalisation représenté sur les dessins annexée dans lesquels - La figure 1 est une coupe axiale de la garniture d'étanchéité en cours de montage. - La figure 2 est une vue à une plus grande échelle de la garniture d'étanchéité. - Les figures 3, 4 décrivent deux variantes de réalisation de l'organe de protection. La garniture d'étanchéité 1 de l'arbre coulissant 30 comporte une armature tubulaire rigide 10 et un joint d'étanchéité 11 en élastomère qui adhère à l'armature 10. L'armature 10 et le joint 11 sont susceptibles dé se voir conférer plusieurs formes. L'armature 10 représentée au dessin est pourvue d'une partie tubulaire 12 destinée à coiffer l'extremité cylindrique 13 d'un élément de carter 2. Le corps du joint d'étanchéité 11 comporte une surface d'étanchéité axiale statique 14 en appui sur la face de l'extrémité cylindrique 13, et une lèvre d'étanchéité dynamique 15. Cette dernière comporte, à sa périphérie externe, une rainure 16 logeant un bracelet à ressort 17 ou un élément analogue de configuration toroldale qui créé des forces radiales orientées vers l'intérieur qui convergent vers l'arbre 30 et qui s'exercent pratiquement dans le plan de la surface d'étanchéité de la lèvre 15 en contact avec l'arbre. Lorsqu'unie surpression permanente ou temporaire s'exerce contre la garniture d'étanchéité' le corps du joint 11 s'écrase radialement. Cet écrasement est provoqué par des forces de pression qui s1 exercent à la périphérie de la lèvre 15. Des impulsions répétées de très hautes pressions provoquent une usure rapide par érosion de la lèvre d'étanchéité dynamique. En effet, sous l'effet de ces pressions, le ressort 17 se déplace sur sa portée, ce qui provoque un échauffement et une fatigue de la partie flexible de la lèvre. Conformément à l'invention, pour réduire la pression au contact de la lèvre, celle-ci est encapsulée dans un organe de protection 18.L'organe de protection est de diamètre intérieur légèrement supérieur au diamètre de l'arbre dans le but de réaliser une perte de charge entre la chambre de pression P et la lèvre 15. Cette mesure constructive réduit l'effort de compression sur la lèvre consécutif à la pression. Par voie de conséquence la lèvre 15 sera moins écrasée sur l'arbre et le coulissement de ce dernier sera facilité. Par la même occasion la pression de travail dans la chambre P pourra être sensiblement plus élevée à ce qu'elle était dans l'état de la technique antérieure et les organes de poussée tels que le piston 19 et son cylindre 20 auront des diamètres plus faibles. L'organe de protection 18 possède une hauteur radiale supérieure à celle de la lèvre 15. I1 peut donc être retenu axialement par le bracelet à ressort 17.A cet effet, l'organe 18 possède une gorge intérieure 21 pour loger ledit ressort. L'organe de protection 18 peut également porter une arête d'étanchéité telle qu'une lèvre racleuse 22 (figure 3) ou 23 (figure 4) solidaire ou rapportée sur la face extérieure de organe 18. On notera que l'organe 18 améliore aussi la tenue de la garniture au froid au cours duquel la lèvre 15 pourrait se durcir. Cette dernière ne suivrait donc plus les déplacements radiaux de l'arbre sous l'action des efforts de flexion. Pour éviter toutefuite au contact de la lèvre 15 organe 18 exerce une pression radiale permanente sur celle-ci et maintient le contact étanche de la lèvre sur la crémaillère. Le processus de montage de la garniture d'étanchéité est illustré en référence à la figure 1. Dans le but d'éviter la destruction prématuréede la levre 15 lors de la mise en place de l'arbre 30, ce dernier est placé préalablement dans un fourreau de protection 31. Le joint d'étanchéité 11 et son armature 10 sont mis en place sur l'extrémité cylindrique 13 du carter 2. L'organe de protection 18 est placé en attente sur la partie lisse de l'arbre 30. On déplace l'arbre dans le sens de la fleche F ét le piston 19 vient en butée sur l'organe 18. L'ensemble des éléments 30, 19,18 peut alors être déplacé simultanément jusqu'à ce que le joint d'étanchéité vienne en contact avec la partie lisse de l'arbre 30. Le fourreau 31 peut être alors retiré et 1'organe 18 vient s'ancrer sur le bracelet à ressort 17. REVENDICATIONS 1 - Garniture d'étanchéité pour arbres coulissants qui possède une armature tubulaire à laquelle est lié le corps d'un joint d'étanchéité à lèvre, un ressort logé dans une rainure de la lèvre pour assurer son appui sur l'arbre et un organe de protection de la lèvre, caractérisée par le fait que l'organe de protection (18) encapsule le joint d'étanchéité (11) et possède une gorge intérieure (21) pour le logement dudit ressort (17). 2 - Garniture d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le diamètre intérieur de l'organe de protection est légèrement supérieur au diamètre de l'arbre. 3 - Garniture d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisée par le fait que la hauteur radiale de l'organe de protection est supérieure à l'épaisseur de la lèvre dynamique (15) du joint d'étanchéité. 4 - Garniture d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que l'organe de protection comporte une arête d'étanchéité formée sur la face extérieure de l'organe de protection et qui est en contact avec l'arbre. 5 - Garniture d'étanchéité selon la revendication 4, caractérisée par le fait que l'arete d'étanchéité est rapportée sur la face extérieure de l'organe de protection.