Brevet FR2479374A1 — publié le 19811002

L'invention concerne un dispositif d'étanchéité (assurant l'étanchéité sur un coté ou sur les deux côtés) de roulement, par exemple un roulement a billes ou un roulement à rouleaux, empêchant efficacement l'introduction de la graisse à l'intérieur du roulement, ainsi que des matières étrangeres provenant de l'extérieur. Le dispositif d'étanchéité selon l'invention est conçu de maniere que le couple résistant produit par une plaque d'étanchéité soit faible et que la diminution d'efficacité de l'étanchéité sous l'effet de mouvements axiaux de la bague extérieure ou de la bague intérieure du roulement soit très faible. Divers dispositifs d'étanchéité pour paliers anti- friction ont été essayés dans l'art antérieur et certains de ces paliers ont été utilises en pratique, bien qu'ils ne soient pas toujours suffisants en ce qui concerne les caractéristiques d'étanchéité et de couple. En particulier, la diminution d'efficacité de l'étancheite sous l'effet des mouvements axiaux de la bague intérieure ou de la bague extérieure du roulement pendant sa rotation n'a pas fait l'cbjet d'une grande considération. Divers essais ont mon tré que l'influence dsun tel mouvement axial sur l'effica- cité de l'étanchéité est très grande. L'invention concerne donc un dispositif d'étanchéité de roulement dont ltefficacite de l'étanchéité neest pas réduite même sous l'effet de mouvements axiaux de la bague intérieure ou extérieure. L r invention sera decrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels - la figure I est une coupe axiale partielle d'un palier comportant le dispositif d' étanchéité selon lBinven- tion, monté sur chacun des cotés du palier - la figure 2 est une coupe transversale partielle, à échelle agrandie, montrant les éléments essentiels du dispositif d'étanchéité représenté sur la figure 1 , - la figure 3 est une coupe transversale à échelle agrandie du bord d'une plaque d'étanchéité comportant des lèvres d'étanchéité - la figure 4 est une coupe transversale partielle, analogue à celle de la figure 2, mais montrant les positions relatives d'une lèvre et d'une gorge d'étanchéité lorsque la bague intérieure scest notablement déplacée dans le sens in dilué par la flèche A - la figure 5 est une coupe partielle, analogue à celle de la figure 2, d'une deuxième forme de réalisation de l'invention - la figure 6 est une coupe partielle, analogue à celle de la figure 2, d'une troisième forme de réalisation de l'invention ; et - la figure 7 est une coupe partielle, analogue à celle de la figure 2, d'une quatrième forme de réalisation de l'invention. Les figures 1 à 7 représentent un roulement à billes comportant une bague extérieure 1 qui présente des gorges périphériques 11 et lia ménagées dans sa surface périphérique intérieure, sur les deux côtés, afin de permettre la fixation de plaques 4 et 4a d'étanchéité. Le roulement comporte également une bague intérieure 2 dont la surface périphérique extérieure présente, sur ses deux côtés, des gorges 21 et 21a d'étanchéité. Des billes 3 (une seule étant représentée) sont disposées entre les bagues extérieure et inté rieureet retenues par une cage 5. Les éléments 4 et 4a d'étanchéité ont la même structure, sauf qu'ils sont symétriques et, par conséquent, seule la structure de l'élément 4 d'étanchéité sera décrite en détail ci-après. La plaque d'étanchéité est réalisée principalement en matière élastique, par exemple en caoutchouc, en résine synthétique ou autre matière armée d'une âme métallique 41. Cette plaque présente un bord périphérique extérieur 42 de fixation qui est emboîté et fixé à force dans la gorge péri phérique 11 de la bague extérieure, et son bord périphérique intérieur comporte une lèvre intérieure 43, orientée axialement, une lèvre extérieure 44 orientée radialement et une lèvre intermédiaire 45 située entre les deux lèvres 43 et 44. La lèvre 45 est divisée, à son bord libre, suivant deux directions de manière à former une nervure intérieure (partie intérieure de contact) 451 et une nervure extérieure (partie extérieure de contact) 452, ces deux parties de-contact étant formées en fonction de la gorge d'étanchéité. Tout d'abord, dans la première forme de réalisation montrée sur les figures 1 et 4, la gorge 21 d'étanchéité de la bague intérieure 2 (figure 2) est réalisée de manière à comporter une paroi latérale 24 située axialement vers l'intérieur et se prolongeant par un épaulement 23, également situé axialement vers l'intérieur et présentant une surface 22 qui est inclinée vers l'extérieur. La gorge présente également un fond 25, une paroi latérale 26 située axialement vers l'extérieur et un épaulement 27 qui est aussi disposé axialement vers l'extérieur et dont le diamètre est inférieur à celui de l'épaulement intérieur 23. Comme représenté sur la figure 3, la lèvre intermédiaire 45 de la plaque 4 d'étanchéité, qui est située entre la lèvre intérieure 43 et la lèvre extérieure 44, est lé gèrement inclinée vers la lèvre intérieure 43 et sa base peut être plus aisément déformée que celle des autres lèvres. Le bord libre de la lèvre intermédiaire 45 est formé de manière à constituer une nervure intérieure 451, orientée axialement vers l'intérieur, et une nervuré extérieure 452 inclinée vers l'extérieur. Comme représenté sur la figure 2, la plaque 4 d t é- étanchéité ainsi formée et fixée à- la gorge périphérique 11 de la bague extérieure est telle que le bord périphérique intérieur de la lèvre intérieure 43 est opposé à la surface inclinée 22 de ltépau-lement intérieur -23 et qu'un faible jeu tl est maintenu entre le bord périphérique inté- rieur et la surface inclinée 22, de manière à former une partie intérieure d'étanchéité. La surface périphérïqùé intérieure de la lèvre extérieure 44 est opposée à la surface périphérique extérieure de l'épaulement extérieur 27 et un petit jeu t2 est maintenu entre la surface périphéri que intérieure et la surface périphérique extérieuret afin de former une partie extérieure d'étanchéité.Enfin, la lèvre intermédiaire 45 est déformée élastiquement vers l'extérieur et, sous la force de réaction résultant de cette déformation, la nervure intérieure 451 est amenée élastiquement en contact avec la paroi latérale intérieure 24 de la gorge d'étanchéité, et la nervure extérieure 452 délimite un léger jeu avec la paroi latérale extérieure 26 afin de former une partie intermédiaire d'étanchéité et de fermer I'espa-e compris entre chacune des lèvres et la gorge 21 d'étanchéité. En particulier, le jeu entre la nervure extérieure 452 de la lèvre intermédiaire et la paroi latérale extérieure 26, comme montré sur la figure 4, par exemple, est tel que, lorsque la bague intérieure 2 est notablement déplacée dans le sens indiqué par la flèche A et que la nervure intérieure 451 s'éloigne de la paroi latérale intérieure 24, il soit supprimé par -I'entrée en contact de la nervure extérieure 452 avec la paroi latérale extérieure 26. La figure 5 représente une deuxième forme de réalisation dans laquelle la paroi latérale intérieure 24 de la gorge d'étanchéité est inclinée et dans laquelle également un épaulement intérieur de cette gorge ne présente pas la surface inclinée particulière 22 de la première forme de réalisation. La figure 6 représente une troisième forme de réalisation dans laquelle les deux nervures 451 et 452 (nervure intérieure et nervure extérieure) de la lèvre intermédiaire 45 sont en contact avec les parois latérales 24 et 26, respectivement, de la gorge d'étanchéité, l'épaulement intérieur 23, qui coopère avec la lèvre intérieure 43,-présentant une surface arrondie. La figure 7 représente une quatrieme forme de-réali- sation dans laquelle une nervure 451 de la lèvre intermédiaire divisée 45 porte contre la paroi latérale intérieure de la gorge d'étanchéité alors que l'autre nervure 452 porte contre le fond -25 de la gorge d'étanchéité. De plus, la lèvre extérieure 44 est en contact léger avec la surface périphérique extérieure de l'épaulement extérieur 27. Dans le dispositif d'étanchéité de roulement selon l'invention et décrit ci-dessus, le bord d'étanchéité, situé sur le côté non fixe de la plaque 4 d'étanchéité et coopérant avec la gorge 21 d'étanchéité présentée par la bague intérieure, est formé de trois lèvres, à savoir la lèvre intérieure 43, la lèvre extérieure 44 et la lèvre intermédiaire 45 et, en particulier, cette lèvre intermédiaire est réalisée en forme de fourche (ce mode de réalisation n'étant pas limité à une fourche bien marquée) de manière à comporter deux parties destinées à entrer en contact avec la gorge d'étanchéité, au moins une nervure (par exemple la nervure 451) de la levre divisée étant assemblée en contact avec la paroi latérale (par exemple la paroi 24).Pendant l'utilisa tion du roulement, lorsque la bague intérieure ou la bague extérieure est déplacée axialement sur une grande distance afin de séparer la nervure de la paroi, l'autre nervure (par exemple la nervure 452) vient en contact avec la paroi latérale (par exemple la paroi 26) de la gorge d'étanchéité, ou bien ladite autre nervure (par exemple la nervure 452) porte normalement contre la paroi latérale 26 ou contre le fond 25. En d'autres termes, dans toutes les conditions d'utilisation du roulement, au moins l'une des nervures de la livre en forme de fourche porte contre une certaine partie de la gorge 21 d'étanchéité, ce qui assure un effet d'étanchéité stable et efficace. En particulier, dans les première et troisième formes de réalisation ou la lèvre intérieure 43 et la lèvre extérieure 44 sont maintenues hors contact et où, en outre, l'épaulement intérieur 23 de la gorge d'étanchéité, coopérant avec la lèvre intérieure 43, pressente une surface inclinee ou une surface courbe, le couple de frottement est évidemment plus faible et les variations des dimensions axiales et radiales de l'épaulement 23 et de la lèvre intérieure 43 n'affectent pas directement le faible jeu tl mais prennent toujours une valeur inférieure à ce jeu et, par conséquent, les effets des défauts d'usinage et des variations de dimensions de montage sont faibles, de sorte que l'influ- ence sur le mouvement et l'influence sur l'efficacité de l'étanchéité sont faibles. Le dispositif d'étanchéité selon l'invention est particulièrement efficace pourun roulement du type baignant dans un lubrifiant (par exemple de la graisse) et utilisé dans une boîte de vitesses pour assumer la fonction d'un palier supportant un arbre, comme décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 882 858, déposée le 2 mars 1978. Bien que dans les formes de réalisation décrites dans le présent mémoire la plaque d'étanchéité soit emboîtée à force et fixée dans la gorge périphérique de la bague extérieure,- le mode de fixation de l'élément d'étanchéité à la bague extérieure est choisi arbitrairement en fonction de la conception de la plaque d'étanchéité proprement dite, et, en particulier, aucune limitation n'affecte l'élément d'étanchéité, sauf la partie située sur le côté périphérique intérieur et comportant des lèvres. I1 va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. flEVENDICATIONS 1. Dispositif d'étanchéité de roulement, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque (4) d'étanchéité fixée à un côté d'une bague extérieure (1) du roulement afin de fermer l'espace compris entre cette bague extérieure (1) et une bagueintérieure (2), la plaque d'étanchéité comportant, à son bord périphérique intérieur, une lèvre intérieure (43) orientée axialement, une lèvre extérieure (44) orientée radialement et une lèvre intermédiaire (45) située entre les deux lèvres et dont le bord est divisé dans deux directions, la surface périphérique extérieure de la bague intérieure présentant, à proximité de son extrémité, une gorge concave -(21) d'étanchéité, un épaulement intérieur (23) et un épau- lement extérieur (27), le diamètre de ce dernier étant inférieur à celui de l'épaulement intérieur, la lèvre intérieure de la plaque d'étanchéité coopérant avec l'épaulement intérieur de la gorge afin qu'un joint intérieur soit réalisé entre la lèvre intérieure et l'épaulement intérieur, la lèvre extérieure de la plaque d'étanchéité coopérant avec l'épaulement extérieur de la gorge afin qu'un joint extérieur soit réalisé entre cette lèvre extérieure et cet épaulement extérieur, au moins l'une des nervures (451, 452), formées par la division en fourche de la lèvre-intermédiaire, portant contre la paroi latérale correspondante:de la gorge d'étanchéité afin due former un jOINt intermédiaire. 2. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des joints intérieur et extérieur est un joint sans contact. 3. Dispositif d'étanchéité-- -selon la revendication 1, caractérisé en ce que les joints intérieur-et extérieur sont des joints sans contact 4. Dispositif détanchéit selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une nervure (451) de la lèvre intermédiaire (45), formant le joint intermédiaire, est en con- tact avec la paroi latérale intérieure (24) de la gorge (21) d'étanchéité, l'autre nervure (452) n'étant pas-en contact avec la paroi latérale extérieure (26) de la gorge, 5. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux nervures (451, 452) de la lèvre intermédiaire (45) formant le joint intermédiaire sont en contact avec les parois latérales (24, 26) de la gorge (21) d'étanchéité. 6. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une (451) des deux nervures de la lèvre intermédiaire (45), formant le joint intermédiaire, est en contact avec la paroi latérale intérieure (24) de la gorge (21) d'étanchéité, l'autre nervure (452) étant en contact avec le fond (25) de la gorge. 7. Dispositif d'étanchéité selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'une (451) des nervures-de la lèvre intermédiaire (45), formant le joint intermédiaire, est en contact avec la paroi latérale intérieure (24) de la gorge (21) d'étanchéité, l'autre nervure (452) n'étant pas en contact avec la paroi latérale extérieure (26) de la gorge.