Brevet FR2491183A1 — publié le 19820402

- 1 9- 1 La présente invention concerne un joint métallique d'étanchéité destiné à empêcher une fuite de liquide entre un arbre animé d'un mouvement de rotation et/ou alternatif et un élément, tel que par exemple un carter, qu'il traverse ou par lequel il est supporté. Un inconvénient essentiel des joints métalliques connus pour arbres a toujours été leur inflexibilité - c'est-à- dire leur incapacité à s'adapter aisément à des variations dimensionnelles de l'arbre imputables soit à des difficultés de fabrication soit à des variations de température. L'invention a pour but de fournir un joint métallique pour arbre qui ne présente pas l'inconvénient mentionné ci- dessus. Selon l'invention, un joint métallique pour arbre destiné à remplir la fonction précitée comprend un manchon pourvu à une extrémité d'une collerette annulaire dirigée radialement vers l'extérieur et disposée dans un plan perpendi- culaire à l'axe du manchon, tandis qu'il se termine à son autre extrémité p ar une rangée annulaire périphérique de dents orientées parallèlement à l'axe du manchon, le corps de ce dernier étant ondulé longitudinalement depuis la zone de la collerette jusqu'à une courte distance des bords des dents. De préférence les dents sont pointues ou effilées et il est prévu sur chaque dent une ou bien deux ondulations. Le corps des ondulations peut être plan, concave ou convexe sur le côté qui est destiné à être adjacent à l'arbre et à entrer en contact élastiquement déformable avec celui-ci. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels La Fig. 1 est une vue en élévation latérale du joint d'arbre selon l'invention; La Fig. 2 est une vue en élévation en bout; La Fig. 3 est une vue en coupe partielle destinée à montrer le mode d'installation du joint métallique selon l'invention; La Fig. 4 est une vue en élévation latérale dévelop- pée et à échelle agrandie, montrant trois dents du joint - 2- d'arbre selon l'invention; La Fig. 5 est une vue en coupe faite suivant la ligne V-V de la Fig. 4; La Fig. 6 est une vue en coupe faite suivant la ligne VI-VI de la Fig. 4; et Les Fig. 7A, 7B et 7C représentent trois profils d'ondulations appropriés. Sur les dessins, on a représenté un joint métallique pour arbre se composant d'un manchon S formé d'une tôle métallique mince et comportant à une extrémité une collerette annulaire F orientée radialement vers l'extérieur et située dans un plan perpendiculaire au manchon. Le manchon proprement dit est ondulé d'une extrémité à l'autre et son extrémité éloi- gnée de la collerette F se termine par des dents circonféren- tielles pointues ou effilées T qui sont orientées parallèlement à l'axe du manchon. Les ondulations C peuvent avoir différents profils comme indiqué sur les figures 5, 7A, 7B et 7C, des crêtes alternées étant destinées à entrer en contact respecti- vement avec l'arbre et l'alésage entre lesquels un joint hermétique doit être formé. Il est à noter que les ondulations ne s'étendent pas jusqu'aux bords des dents mais se terminent de façon à laisser subsister une bande complète en zig-zag b qui, lorsque le joint d'étanchéité est en service, encercle l'arbre à la façon d'un ressort. Les ondulations C ont pour effet de donner une flexibilité élastique au manchon qui serait autrement absolument rigide. Les dents T créent une élasticité de la même façon. Le degré d'élasticité est proportionnel à la largeur de base et à la profondeur des ondulations C. Les profils de face incurvée représentés sur les figures 7B et 7C permettent d'améliorer l'élasticité à la flexion quand le diamètre d'un arbre entouré augmente sous l'effet d'une aug- mentation de la température, les faces incurvées agissant comme des ressorts naturels en étant rendues droites pendant la dilatation de l'arbre et en reprenant leur forme initiale lors d'une contraction dudit arbre. En conséquence, quand le trou du manchon est réalisé de façon à obtenir un ajustage léger avec l'arbre dont il doit assurer l'étanchéité, l'élasticité intrinsèque empêche des -3- frottements élevés de se produire entre le joint et l'arbre. La Fig. 3 montre une installation typique du joint d'étanchéité qui est logé dans un évidement prévu dans un carter D contenant un liquide P sous pression et que traverse un arbre V. Le joint est maintenu en place par interposition de sa collerette F entre le carter D et une plaque de blocage E lorsque les boulons G sont serrés. Les joints selon l'invention peuvent être formés de tout métal approprié; cependant en pratique il est préférable de les réaliser en métaux ayant une assez grande caractéris- tique d'élasticité, notamment lorsque les matériaux utilisés peuvent être traités thermiquement pour l'amélioration de leur caractéristique élastique. Le frottement entre le joint et l'arbre peut, si nécessaire, être sensiblement réduit en revêtant le joint d'un matériau de faible coefficient de frottement, par exemple du polytetrafluoréthylène, de l'argent, etc. On peut également le revêtir d'un autre matériau n'ayant pas seulement pour but de réduire le frottement mais pour des raisons concernant le milieu, en fonction des conditions suivant lesquelles le joint peut avoir à fonctionner ou en fonction des matériaux en présence. 4 - REVENDICATIONS 1. Joint métallique pour arbre destiné à empêcher une fuite de fluide entre un arbre (V) animé d'un mouvement de rotation et/ou alternatif et un élément (D) que traverse l'arbre ou par le-quel il est supporté, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon (S) comportant à une extrémité une colle- rette annulaire-(F) orientée radialement à l'extérieur et disposée dans un plan perpendiculaire à l'axe du manchon tandis qu'à son autre extrémité il se termine par une rangée annulaire périphérique de dents (T) qui sont orientées paral- lélement à l'axe du manchon, le corps du manchon étant ondulé longitudinalement (C) depuis la zone de la collerette jusqu'à une courte distance des bords des dents. 2. Joint métallique pour arbre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dents (T) sont pointues. 3. Joint métallique pour arbre selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les-dents (T) sont effilées. 4. Joint métallique pour arbre selon l'une quelcon- que des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il est prévu une ondulation sur chaque dent. 5. Joint métallique pour arbre selon l'une quelcon- que des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il est prévu deux ondulations sur chaque dent. 6. Joint métallique pour arbre selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les ondu- lations ont un profil essentiellement conforme à ce qui est indiqué sur l'une quelconque des figures 6, 7A, 7B ou 7C.