Brevet FR2544831A1 — publié le 19841026

PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX GARNITURES D'ETANCHEITE La présente invention se rapporte à des garnitures d'étanchéité utilisées dans des équipements rotatifs et elle vise plus particulièrement, mais non exclusivement, une étanchéité aux intempéries et à l'ambiance, pour des parties en rotation. Des garnitures d'étanchéité, telles-que des joints toriques, des joints tressés, des étanchéités à la lèvres élastiques et des garniture en feutre, sont bien connues dans le domaine technique, mais avec toutes ces garnitures suivant l'art antérieur, lorsqu'on les com- prime pour créer l'étanchéité, il se produit un collage qui s'oppose au mouvement relatif de l'équipement rota- tif Bien que, dans la plupart des cas, cette résistan- ce au mouvement initial ou ce collage soit faible, dans certaines applications telles que des systèmes asservis comportant des portées de grand diamètre, par exemple des anneaux d'orientation, ou des têtes de cuve bascu- lante ou des systèmes de poursuite, le fait que le collage maximal de la garniture se produise au point d'alignement précis est un inconvénient qui doit être vaincu, de manière à obtenir une action de séparation douce et sans résistance. Le principe de garniture d'étanchéité, dé- crit ici, vise à obtenir une élasticité de rotation à ce point d'alignement très précis et à déplacer le point de séparation effective du collage à un point situé plus loin angulairement, lorsque la servocommande 254423 1 ou l'entraînement manuel sont bien en route. La présente invention a donc pour objet un dispositif d'étanchéité qui évite ou diminue sensible- ment les inconvénients ci-dessus. Suivant l'invention, le dispositif d'étan- chéité comprend un tube continu sous pression intérieure, à paroi mince en matière élastique, qui est inséré entre doux surfaces en regard tournant en sens inverse, de ma- nière à constituer une étanchéité pour un conteneur ou récipient dont les dites surfaces en regard, tournant en sens inverse, sont les moyens d'obturation. L'invention est décrite ci-après, à titre d'exemple seulement, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 représente un exemple de la garniture d'étanchéité, montée entre deux surfaces; La figure 2 est une coupe suivant la li- gne X-X de la figure 1; et La figure 3 illustre le principe de fonc- tionnement de l'étanchéité, pour réduire le collage. On se reporte aux figures 1 et 2, sur les- quelles le dispositif d'étanchéité est utilisé de façon typique pour un conteneur ou récipient 1 dans lequel est formé un orifice circulaire Le récipient peut être fixe ou tourner autour de l'axe CL passant par le centre 2 et il peut contenir un mécanisme pour lequel l'entrée de corps étrangers serait nuisible, ou bien un équipement placé dans un lubrifiant, pour lequel la sortie du lu- brifiant et/ou l'entrée de corps étrangers seraient nui- sibles Un organe de fermeture 3 peut également être fixe ou tourner autour de l'axe 2, de sorte que l'organe de fermeture tourne à l'intérieur du récipient, ou que le récipient tourne par rapport à l'organe de fermeture, ou qu'ils tournent tous les deux, dans le même sens ou en sens inverse, autour du point 2 Une garniture d'ètrn- J -t 5 + 4 N 3 Ji 1 chéité 4, constituée d'un tube continu sous pression intérieure, à paroi mince en matière élastique par exem- ple en caoutchouc, qui peut être globalement comparé à une chambre à air de bicyclette, est placée entre les deux surfaces en regard 5 et 6 de l'orifice du récipient et de l'organe de fermeture, respectivement, de façon à être en contact avec ces deux surfaces La dimension de la surface de contact-de la garniture d'étanchéité avec les deux surfaces en regard varie beaucoup en fonction de l'application Par exemple, pour des mécanismes très délicats, o un mouvement précis et/ou un réglage entre les deux surfaces en regard est nécessaire, la surface de contact est maintenue à la valeur minimale permettant d'obtenir une étanchéité, alors que pour des équipements lourds, o un réglage fin n'est pas impératif, une plus grande surface de contact peut se révéler souhaitable. La surface de contact peut être réglée facilement par un ou plusieurs des moyens suivants: pression intérieure, section transversale du tube sans fin, ou proximité des surfaces en regard 5 et 6 La mise sous pression du tube sans fin peut être obtenue au moyen d'air ou d'un fluide et elle peut être réglable, par exemple si on utilise une matière à auto- étanchéité pour le tube et si la mise en pression est effectuée avec une pompe ou une seringue hypodermique par exemple. On se reporte maintenant à la figure 3, sur laquelle les mêmes repères désignent les parties corres- pondantes Une ligne imaginaire AB est tracée, le long d'une partie d'un rayon, entre les deux points de-contact radial A et B du dispositif d'étanchéité Lorsque l'or- gane de fermeture 3 tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, la ligne AB tend à prendre une position ab. Pour de petits angles de rotation, la garniture se com- porte comme une structure élastique, du fait du fluide de remplissage et de la paroi mince. En fonctionnement, dans des conditions statiques, l'étanchéité est maintenue par la pression intérieure et, dans le cas de petits mouvements, par exemple des servo-alignements, une liberté de rotation limitée est obtenue par l'étirement de la paroi mince et l'élasticité pneumatique de l'étanchéité Par suite, il n'y a pas de collage de séparation à vaincre au premier point de mouvement. La séparation effective de la garniture d'étanchéité, c'est-à-dire le point de glissement des surfaces, se produit assez loin du point de premier mou- vement, ce qui permet d'effectuer de petits angles de rotation dans la limite de déformation élastique de la garniture Après rupture du frottement statique, la quantité d'étirement de la garniture, jusqu'à ce point, tend à redevenir normale, du fait de la valeur moindre de la force de frottement après le début du mouvement. Bien que le dispositif d'étanchéité soit décrit avec référence à deux surfaces plates, dont l'une tourne à l'intérieur de l'autre, il est clair pour les hommes de l'art que d'autres configurations de surfaces juxtaposées peuvent également recevoir un dispositif d'étanchéité conforme à l'invention Par exemple, la surface 5 peut être la partie supérieure d'une paroi de récipient et la surface 6 peut être une partie d'un organe de fermeture qui s'ajuste sur la partie supérieu- re de la paroi du récipient Suivant les applications le tube 4 peut être à base de caoutchouc, naturel ou synthétique, ou à base de polymères. 254431 - REVENDI CATI ONS 1 Dispositif d'étanchéité, caractérisé en ce qu'il comprend un tube continu ( 4) sous pression in- térieure, à paroi mince en matière élastique, qui se loge entre deux surfaces en regard ( 5) et ( 6) tournant en sens inverse, pour constituer une étanchéité pour un récipient ( 1) dont les dites surfaces en regard ( 5) et ( 6) tournant en sens inverse définissent les moyens de fermeture. 2 Dispositif d'étanchéité suivant la reven- dication 1, caractérisé en ce que la matière élastique est à base de caoutchouc. 3 Dispositif d'étanchéité suivant la reven- dication 1 ou 2, caractérisé en ce que la matière élas- tique est du caoutchouc synthétique. 4 Dispositif d'étanchéité suivant la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la matière élastique est un polymère. Dispositif d'étanchéité suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la pression à l'intérieur du tube continu est réglable.