Brevet FR2524599A1 — publié le 19831007

Joint pour tube d'étambot. La présente invention concerne un joint pour tube d'étambot comportant un système à bain d'huile qui est utilisé comme dispositif d'étanchéité du tube d'étambot d'un navire. Antérieurement on a proposé un joint pour tube d'étambot comportant un système à bain d'huile dans lequel une bague de glissement rotative fixée sur l'arbre rotatif (tube d'étam- bot) directement ou indirectement par l'intermédiaire d'autres éléments, et une bague de glissement fixe montée sur le c 8 té de la coque, viennent en contact glissant l'une avec l'autre par leurs surfaces d'extrémité pour étancher à la fois l'eau de mer et l'huile se trouvant à l'intérieur de la machine. Dans cette proposition, cependant, il est extrêmement difficile d'éliminer complètement les fuites et dans quelque mesure que l'on puisse améliorer les propriétés de surface des sur- faces de glissement une fuite se produit entre les surfaces de glissement, ce sur quoi on a recherché une amélioration. En vue de la demande ci-dessus, l'un des buts de la présente invention est de fournir un joint pour tube d'étambot qui présente des performances de joint accrues Pour atteindre le but ci-dessus mentionné, une rainure annulaire est formée dans la surface de glissement d'extrémité de ladite bague de glissement fixe, une canalisation de récupération du liquide de fuite est disposée entre ladite rainure annulaire et l'inté- rieur du navire et, si nécessaire, un élément en forme de lèvre annulaire comportant une surface de réception de la pression disposée à l'intérieur de la machine, est adapté dans ladite rainure annulaire. La présente invention qui a été décrite brièvement ci-dessus sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation préférentiel de la présente invention, description faite ci-après avec référence aux dessins ci- annexés Il doit être noté que les dessins illustrent simple- ment un mode de réalisation préférentiel pour expliquer la présente invention et que la portée de l'invention n'est pas limitée de ce fait. Dans ces dessins La figure 1 est une vue en coupe partielle illus- trant un tube d'étambot avec une vue de la cana- lisation pour la récupération du liquide de fuite; la figure 2 est une vue frontale partielle d'une moitié montrant une bague de glissement rotative; la figure 3 est une vue en coupe par III-III de figure 2; la figure 4 est une vue en élévation latérale partielle depuis la droite correspondant à une moitié illustrant également la bague de glissement rotative; les figures à 7 sont des vues agrandies illustrant respec- tivement la partie principale de la surface d'extrémité de la bague de glissement fixe et la figure 8 est une vue en coupe partielle cor- respondant à une moitié illustrant la partie principale du joint du tube d'étambot selon un mode de réalisation supplémentaire. En se référant à la figure 1, la référence 1 désigne un arbre rotatif (tube d'étambot) comportant un moyeu d'hélice rotatif 2 fixe axialement et du côté de la direction frontale (vers la gauche dans le dessin, cette désignation étant utilisée de la même manière ci-après) et un joint de tube d'étambot est adapté entre le moyeu d'hélice rotatif 2 à la périphérie de l'arbre rotatif 1 et l'arcasse 3. La référence 4 désigne une cage annulaire glissée à la péri- phérie de l'arbre' rotatif 1, cage qui présente une saillie annulaire qui est solidaire de la partie périphérique interne de son extrémité frontale et qui est engagée dans un épaulement annulaire 2 a du moyeu rotatif 2 et un joint torique 5 est interposé entre la cage 2 et l'arbre rotatif 1, la cage étant entraînée en rotation en suivant l'arbre rotatif 1 La cage 4 est de plus solidarisée avec un manchon annulaire s'étendant axialement vers l'arrière 4 a La référence 6 désigne une ba- gue rotative de glissement -ayant une section approximative- ment en forme de L qui peut être du type fendu, ladite bague pouvant être fendue selon des plans radiaux comme cela sera décrit ci-après, et sa partie de petit diamètre (partie axiale) 6 a est disposée en direction del'extrémité frontale et coulisse à la périphérie de l'arbre rotatif 1 pour s'engager à l'inté- rieur du manchon 4 a de ladite cage 4 La référence 7 désigne un garnissage formé d'un matériau élastique tel que le caout- chouc, ayant une forme approximativement en entonnoir, qui est interposé entre un épaulement 6 b sur la périphérie externe de la bague de glissement rotative 6 et un épaulement 4 b sur la périphérie interne de la base du manchon 4 a de la cage 4 La référence 8 désigne un ressort hélicoïdal interposé entre une gorge annulaire 4 c formée dans la partie périphérique interne de la cage 4 et une bague de butée 9, le nombre de ressorts hélicoïdaux requis étant disposés à la périphérie et de manière équidistante et la bague de butée 9 étant log* sur le nez de la partie de diamètre réduit 6 a de la bague de glissement rotative 6 de manière que les ressorts hélicoïdaux 8 sollicitent la bague de glissement rotative axialement et vers l'arrière. Comme illustré dans les figures 2 à 4, la bague de glissement rotative 6 ci-dessus mentionnée peut être du type dans lequel la bague est fendue radialement en deux sections et elle porte des bossages 6 d résultant d'une surépaisseur de paroi disposés de manière équidistante (huit bossages répartis également dans le mode de réalisation illustré) sur la surface frontale de la partie de grand diamètre 6 c de la bague Deux bossages dans des positions symétriques à 180 degrés, parmi ces bossages 6 d, constituent des flasques de jonction en demi-anneaux qui sont solidarisés au moyen d'une broche 10. Le bossage 6 d correspondant à la dite partie de jonction est solidaire d'une partie d'engagement 6 e réalisée à sa périphérie, partie qui se trouve en saillie vers l'extérieur par rapport à la la surface périphérique externe de la partie de grand diamètre 6 c et ladite saillie 6 e coopère avec une encoche 4 d formée axialement à l'extrémité du manchon 4 a de la cage 4 pour former un moyen d'engagement Il pour empê- cher un mouvement rotationnel relatif de ladite bague rotative coulissante 6 par rapport à ladite cage 4. La référence 12 désigne une bague de glissement fixe qui peut être du type dans lequel la bague est fendue en deux parties, de la même manière que la bague de glissement rotative 6 et la bague 12 est adaptée de façon étanche à Pair par un joint torique 14 dans un épaulement annulaire 13 a d'une cage supplé- mentaire 13 montée fixe sur l'arcasse 3 La référence 12 a désigne une saillie solidaire de ladite bague de glissement fixe 12, ladite saillie 12 a formant un organe d'assemblage pour solidariser les deux demi-bagues au moyen d'une broche La saillie 124 opère de plus avec une encoche 13 c à * l'extrémité du manchon 13 b qui fait saillie axialement vers l'avant à partir de la cage 13 pour constituer un moyen d'en- gagement supplémentaire 16 pour ladite saillie Le moyen d'engagement 16 est prévu pour empêcher la rotation de la ba- gue de glissement fixe 12 par entraînement par la bague de glissement rotative 6. La référence 12 b désigne une gorge annulaire formée dans la surface de glissement d'extrémité de la bague de glissement fixe 12 et cette gorge est en communication avec un perçage 12 c qui est réalisé dans une partie approximativement centrale radialement de ladite surface d'extrémité et qui débouche dans une partie voulue sur la surface de fond de la gorge, ledit perçage s'étendant selon la direction axiale Ce perçage de communication 12 c débouche sur la surface d'extrémité située du côté opposé (du côté de l'extrémité arrière) de la bague de glissement fixe 12 et il est en communication avec un orifice 13 e du pui% de récupération 13 d de la cage 13 correspondant au perçage ci-dessus mentionné et une canali- sation de récupération du liquide de fuite 17 partant dudit puitsde récupération 13 d est connectée en passant par une pompe 18 installée à l'intérieur du navire, le long de la ligne 'A' décrite ci-après avec un réservoir de récupération 19. Le joint de tube d'étambot construit comme décrit ci-dessus peut empêcher l'entrée de l'eau de mer dans la partie machine (a) et empêcher la fuite d'huile se trouvant dans la machine vers l'extérieur de celle-ci par la surface de glissement d'étanchéité 20 entre la bague de glissement rotative 6 et la bague de glissement fixe 12 Selon différentes conditions telles que les propriétés de surface des surfaces d'extré- mité des deux bagues 6 et 12 et de la pression unitaire appli- quée sur la surface de glissement d'étanchéité 20, à la fois l'eau de mer et l'huile pénètrent progressivement sur la surface de glissement d'étanchéité 20, ce qui se traduit par une fuite importante si la fuite subsiste pendant une longue durée Cependant, comme décrit ci-dessus, une gorge annulaire 12 b est formée dans la surface d'extrémité de la bague de glissement fixe 12 et la canalisation de récupération duliquidedefuite 17 est disposée à partir de la bague annulaire 12 b vers l'intérieur du navire et, de ce fait, tous les liqui- des de fuite qui ont pénétré entre ces surfaces sont récupérés par la canalisation 17 avec comme résultat qu'il n'y a pas de possibilité de fuite vers l'intérieur et vers l'extérieur. Dans la canalisation de récupération du liquide 17, les liqui- des qui ont fui sont envoyés dans le réservoir de récupération 19 par l'action d'une pompe 18 et l'eau de mer et l'huile se trouvant dans la machine sont laissées au repos et séparées, sous l'effet de la différence de densité spécifique qui existe entre eux, à l'intérieur du réservoir 19 Après séparation, l'eau de mer est évacuée à l'extérieur tandis que l'huile dans la machine est récupérée ou rejetée comme l'huile de vidange Alternativement la canalisation de récupération des liquides de fuite 17 peut être connectée à un déshuileur 21 alimenté par la pompe 18, comme représenté par la canali- sation "B' dans la figure 1, pour assurer une séparation directe entre l'eau de mer et l'huile de la machine qui sont alors récupérées dans les réservoirs de récupération 19. Dans le présent joint de tube d'étambot, tel que décrit ci- dessus, l'eau de mer et l'huile de la machine qui ont pénétré sur la surface de glissement d'étanchéité 20 sont immédiatement récupérées à l'intérieur du navire à partir de la gorge annu- laire 12 b Ainsi, ledit joint présente une qualité d'étanchéité excellente De plus, ladite récupération est prise en compte et de ce fait il n'est pas nécessaire de supprimer complètement l'entrée d'eau de mer et d'huile de la machine sur la surface de glissement d'étanchéité 20 et la surface de glissement d'étanchéité peut être maintenue dans un bon état de lubri- fication par lesdits liquides de fuite qui y pénètrent Quoique la position radiale ci-dessus mentionnée dans laquelle est réalisée la gorge annulaire 12 b dans la surface d'extrémité de la bague de glissement fixe 12 ne soit pas délimitée de façon particulière, il doit être noté que ladite gorge annulaire peut être formée dans une position au tiers à partir du côté périphérique interne (sur le côté o se trouve l'huile de la machine) obtenu en divisant (de façon imaginaire) ladite surface d'extrémité en trois sections selon la direction radiale. De plus, la bague de glissement rotative 6 est solidaire des bossages 6 d, et elle présente une section de forme approxi- mativement en L et une épaisseur de paroi plus grande sur la surface frontale de la partie de grand diamètre 6 c La bague de glissement rotative 6 comporte une surface de glissement d'étanchéité 20 sur sa surface d'extrémité du côté de la partie de grand diamètre 6 c, comme déjà décrit Normalement la surface d'extrémité ci-dessus est soumise à une finition par rodage pour accroître la précision de la surface et accroi- tre ainsi la performance du joint D'autre part, cependant, la surface de glissement d'étanchéité 20 nécessite d'être tou- jours maintenue dans une bonne condition de lubrification et la bague de glissement rotative 6 construite comme décrit ci-dessus est prévue pour y satisfaire A savoir, si un échauf- fement résultant du glissement est engendré par le contact glissant entre la bague de glissement rotative 6 et la bague de glissement fixe 12, la chaleur se propage progressivement à l'ensemble de la bague de glissement rotative 6 Cependant, du fait que la bague de glissement rotative 6 est munie par- tiellement de bossages 6 d selon sa direction circonférentielle, ceci donne lieu à une légère différence dans l'importance de la dilatation thermique entre la partie munie de bossages 6 d et la partie qui n'est pas munie de bossages, ce qui donne naissance à une légère contrainte (contrainte faciale, c'est- à-dire une ondulation) dans la surface d'extrémité qui consti- tue la surface de glissement d'étanchéité 20 La bague de glissement rotative 6 utilise ladite contrainte pour faciliter la formation d'un film fluide de lubrifiant sur ladite partie ce qui accro t la durabilité$ Dans le mode de réalisation ci-dessus décrit la baguedeglissementrotative 6 est montée de telle manière qu'elle est adaptée librement sur l'arbre rotatif 1 et elle est maintenue indirectement sur l'arbre rotatif 1 par l'élasticité de la garniture 7 ayant la forme approxi- mative d'un entonnoir formée en un matériau élastique tel que le caoutchouc De ce fait, même si l'arbre rotatif 1 est déplacé par rapport à la coque, par exemple l'arcasse 3, en raison du mouvement du navire ousimilaire, la baguede glissement rotative 6 a une propriété de suivi suffisante avec celui-ci et cette propriété de suivi est efficace pour le déplacement dans les deux directions axiale et perpendi- culaire (diamétrale) De plus, du fait que la bague de'glis- sement rotative 6 est sollicitée par les ressorts hélicoïdaux 8 axialement et vers l'arrière, la propriété de suivi par rapport au déplacement axial peut être obtenue du fait même de ces ressorts hélicoïdaux 8 - Comme décrit ci-dessus, dans le joint d'étanchéité pour tube d'étambot répondant au mode de réalisation ci-dessus décrit, une propriété de suivi suffisante de la bague de glissement rotative 6 en ce qui concerne le déplacement de l'arbre rotatif 1 par rapport à la coque est assurée par le garnissage étanche 7 et par les ressorts hélicoïdaux 8 ce qui accroît la qualité du joint, la surface de glissement étanche 20 peut être main- tenue dans un bon état de lubrification par la contrainte faciale engendrée dans la bague de glissement rotative 6 pour accroître la performance de vie et même les fluides (eau de mer et huile de la machine) introduits intentionel- lement sur la surface de glissement 20 sont récupérés dans la machine à partir de la gorge annulaire 12 b de la bague de glissement fixe 12, ce qui assure des performances excel- lentes d'étanchéité et de durabilité Une telle introduction intentionnelle de fluides sur la surface de glissement d'étan- chéité 20 peut être assurée en utilisant des gorges allongées 21, des cavités 22 ou des encoches 23 formées dans les surfaces d'extrémité de la surface de glissement fixe 12 comme illustré dans les figures 5 à 7 Ces gorges allongées 21 et similaires ont pour fonction d'introduire lesdits fluides sur la surface de glissement d'étanchéité 20 en utilisant la viscosité des fluides ou similaires ou de maintenir les fluides sur la surface par le mouvement de glissement entre la bague de glissement fixe 12 et la bague de glissement rotative 6. Ensuite, la figure 8 illustre un second mode de réalisation de la présente invention qui sera décrit avec référence seu- lement à la partie de celui-ci qui diffère de celle du mode de réalisation précédemment décrit Dans ce mode de réalisa- tion, un élément en lèvre annulaire 24 comportant une surface de réception de la pression 24 a disposée du côté de l'intérieur du navire (a) est monté à l'intérieur de la gorge 12 b de la bague de glissement fixe 12 pour assurer une meilleure étanchéité vers l'intérieur de la machine Un garnissage anti-friction 25 est, dans ce mode de Réalisation, fixé sur la surface d'extrémité de la bague de glissement fixe 12. La présente invention est caractérisée par la construction telle que décrite ci-dessus, c'est-à-dire par la gorge annu- laire formée dans la surface d'extrémité de la bague de glis- sement fixe, la canalisation de récupération des liquides de fuite disposée à partir de la surface de fond de ladite gorge annulaire vers l'intérieur du navire et, si nécessaire, l'élément en lèvre annulaire ayant une surface de réception de la pression disposée sur le c 8 té vers l'intérieur du navire monté dans ladite gorge annulaire Avec ces dispositions, le fluide qui a pénétré sur la surface de glissement d'étan- chéité est récupéré à l'intérieur du navire, ce qui assure une excellente performance d'étanchéité et même si des fluides (lubrifiant) sont admis intentionnellement sur la surface de glissement d'étanchéité, lesdits fluides peuvent être récupérés, ce qui rend possible de parer suffisamment à la contamination de l'eau de mer qui constitue à l'heure actuelle un problème social. Quoique le mode de réalisation préférentiel de la présente invention ait été décrit, il est évident que de nombreux changements et modifications peuvent y être apportés sans sortir du cadre de la présente invention En conséquence, toutes modifications et tous changements par lesquels les effets de la présente invention peuvent être sensiblement obtenus par l'usage de dispositifs sensiblement identiques ou correspondants sont inclus dans le domaine de la présente invention. Revendication Un joint pour tube d'étambot comportant un système à bain d'huile dans lequel une surface de glissement d'étanchéité est formée sur une surface d'extrémité, joint dans lequel une bague de glissement rotative fixée directement ou indirec- tement sur l'arbre rotatif et une bague de glissement fixe fixée sur le côté de la coque sont en opposition, caractérisé en ce que, dans le joint du tube d'étambot, une gorge annulaire ( 12 b) est formée dans la surface d'extrémité de ladite bague de glissement fixe ( 12) et une canalisation de récupération du liquide de fuite ( 17) est disposée à partir de ladite gorge de la bague de glissement fixe jusqu'à l'inté- rieur du navire et, si nécessaire, un élément en lèvre annu- laire ( 24) ayant une surface de réception de la pression ( 24 a) disposée sur le côté dirigé vers l'intérieur du navire est adapté à l'intérieur de ladite gorge annulaire.