Brevet FR2463341A1 — publié le 19810220

1. La présente invention concerne un joint mécanique perfectionné. Dans les joints mécaniques classiques, tels que le joint faisant l'objet de la description du brevet des Etats-Unis d'Amérique no 3.042.4l4, une coupelle en élasto- mère en forme de U ou bague de garniture suivant l'appella- tion utilisée dans ce brevet, est reçue dans un siège prati- qué dans l'une des bagues d'étanchéité entourant un manchon fourreau. Une bague d'expansion comprimée par ressorts détend la coupelle en forme de U de façon que sa surface extérieure épouse la forme de son siège et soit également totalement en contact avec le manchon fourreau. Par suite de la présence des ressorts, la coupelle en forme de U doit coulisser par rapport au manchon-fourreau, avec une surface de contact to- tale, et les forces de frottement sont assez élevées. La Ies vre du joint peut comporter aussi un bord relativement tran- chant qui peut cisailler la coupelle en élastomère et provo- quer une défaillance prématurée du joint. La présente invention prévoit une coupelle en forme de U et une configuration de siège perfectionnée permettant d'obtenir une surface de contact contrôlée telle que les for- ces de frottement entre la coupelle et l'organe en rotation le long duquel le mouvement se produit sont contrôlées et ont une valeur relativement faible; de plus l'élimination de la lèvre relativement tranchante du siège permet d'augmenter la 2. durée de vie du joint. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels: La figure 1 est une vue partielle en coupe d'un joint mécanique selon la présente invention; La figure 2 est une vue semblable à la figure 1, mais représentant un joint de l'art antérieur; La figure 3 est une vue en bout d'un mode de réalisation de la bague d'expansion; et Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe et en bout, respectivement, d'un autre mode de réalisation de la bague d'expansion. Dans la figure 1, un joint mécanique 10 comprenant un logement 12 et un organe en rotation 14, qui peut être un arbre mais est généralement un manchon entourant un arbre,une bague d'étanchéité fixe 16 clavetée au logement 12, et une bague d'étanchéité tournante 18, cette bague tournant avec l'organe 14. Les bagues d'étanchéité 16 et 18 ont des faces de contact 16A, 18A qui assurent l'étanchéité. La bague d'étanchéité 18 comporte une cavité 20 qui reçoit un organe d'étanchéité 22 en forme de coupelle en U réalisée en élastomère. Une bague d'expansion 24 a une ex- trémité qui comporte une paire de surfaces annulaires 26, 28 en contact avec des surfaces 30,32 de la coupelle 22. La ba- gue 24 est sollicitée élastiquement vers la bague fixe 16 par des ressorts 34 reçus dans des alvéoles 36. La bague 24 sollicite la bague tournante 18, par l'intermédiaire de la coupelle 22, vers la bague fixe 16. La coupelle en forme de U,en plus-de ses surfaces en contact avec les surfaces 30, 32, comporte une surface 42 en contact avec l'arbre ou avec le manchon fourreau 14 et une surface 44 en contact avec la paroi de la cavité 20. Par sui- te du type de construction de la coupelle 22, la surface cy- lindrique 42 reste sensiblement constante - elle peut être considérée comme une surface de contact avec l'organe 14 dont l'aire est contrôlée. 246334, 3. Un ou plusieurs canaux 48 (voir également la figu- re 3) sont prévus dans la bague d'expansion 24, de façon à fournir une certaine pression à l'arrière de la coupelle en forme de U et à asseoir les surfaces 42 et 44 sur la sur- face 20 et sur l'arbre ou le manchon fourreau 14, respecti- vement. Comme variante de construction, un ou plusieurs canaux ou gorges 49 peuvent être prévus dans la face ou sur- face 26 de la bague d'expansion au lieu de la coupelle en forme de U. Cette structure est représentée dans les figures 4 et 5. La coupelle 22 en forme de U peut être comparée à la coupelle 50 en forme de U du dispositif de l'art anté- rieur représenté en figure 2. Comme on le remarquera, la ca- vité 52, dans laquelle la coupelle en forme de U est montée, est définie tout au moins en partie par une lèvre 54 dirigée vers l'arrière. Ainsi, lorsque la pression est appliquée à la coupelle 50,la surface de contact avec l'arbre croit,ce qui modifie le frottement avec l'arbre. La lèvre 54 est géné- ralement tranchante, ce qui peut provoquer le cisaillement de la coupelle 50. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits; elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. 4. REVENDICATIONS 1 - Joint mécanique assemblé comportant des bagues d'étanchéité tournante et non tournante (16, 18) ayant des faces opposées (16A, 18A), un moyen supportant les bagues,- une cavité (20) dans l'une des bagues d'étanchéité pratiquée dans sa face d'étanchéité pour recevoir un organe en forme de coupelle en U (22) en matériau élastomère, et des- moyens (24, 34) sollicitant l'organe en forme de coupelle en U dans la cavité ainsi que l'une des bagues d'étanchéité vers l'au- tre bague, caractérisé en ce que - la cavité comporte une surface délimitée qui coupe une paire de surfaces de la seconde bague d'étanchéité qui sont perpendiculaires l'une à l'autre et définit un angle sensiblement droit avec chaque surface de la paire de surfa- ces; - la coupelle (22) en forme de U a une surface-(44) totalement en contact avec la surface délimitée etunesurfa- ce cylindrique (42) en contact avec le moyen de support, la surface cylindrique (42) ayant une longueur sensiblement cons- tante dans toutes les conditions de fonctionnement du joint assemblé. 2 - Joint mécanique selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la surface cylindrique (42) est sensiblement normale à une partie de la surface délimitée et à une partie de la surface de contact total (44) de la coupelle en forme-de- U. 3 - Joint mécanique selon la revendication l,carac- térisé en ce qu'il comprend en outre un moyen (48 ou 49) pour fournir une pression à une surface (30) de l'organe en forme de coupelle en U, sollicitant cet organe dans la cavité (20). 4 - Joint mécanique selon la revendication 3,carac- térisé en ce que le moyen fournissant la pression comprend des canaux dans le moyen de sollicitation pour permettre le pas- sage d'un fluide sous pression vers l'organe en forme de cou- pelle en U.