Brevet FR2574892A1 — publié le 19860620

La présente invention se rapporte à des ensembles d'étanchéité à joint glissant ayant des corps d'étanchéité en élastomère. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à l'efficacité de tels corps d'étanchéité pour contrôler les écoulements d'un lubrifiant pendant la relubrification de chambres ou cavités spéciales de lubrification associées à de tels ensembles d'étanchéité. Les ensembles d'étanchéité de l'art antérieur du type à relubrification étaient inadéquats pour l'obturation efficace contre l'échappement du lubrifiant pendant la relubrification. Dans des ensembles d'étanchéité utilisant des lèvres d'étanchéité afin de restreindre l'écoulement du lubrifiant pendant la relubrification, les lèvres selon l'art antérieur maintenaient un contact constant avec la surface d'étanchéité de l'arbre et s'usaient prématurément. De plus, de tels organes d'étanchéité ont occasionnellement donné lieu à un phénomène qui rend moins efficace l'étanchéité primaire de l'ensemble. Par exemple, un tel ensemble subit en réalité un mouvement oscillant d'avant en arrière du corps d'étanchéité en élastomère le long de l'arbre tandis que les organes cannelés sont étendus et retirés l'un par rapport à l'autre. Cette action permet à une contamination d'entrer dans la région des cannelures internes autrement protégée Le problème serait probablement exacerbé par l'utilisation de lèvres primaires doubles d'étanchéité, qui pourraient avoir pour résultat des forces supplémentaires sur les lèvres primaires d'étanchéité. Un ensemble d'étanchéité perfectionné à corps en élastomère est nécessaire par rapport aux ensembles disponibles del'art antérieur, en particulier dans des situations o des lèvres primaires doubles seront utilisées. L'ensemble d'étanchéité à joint glissant de la présente invention offre un mécanisme d'étanchéité de relubrification sensiblement amélioré qui évite les problèmes de l'art antérieur. L'ensemble comprend une lèvre d'étanchéité auxiliaire en élastomère qui est en angle vers la région de la chambre de relubrification de l'ensemble. De plus, la lèvre auxiliaireest conçue pour être normalement hors de contact avec la surface de l'arbre et est ainsi disposée pour son engagement uniquement pendant la relubrification. Dans une forme préférée, l'ensemble comprend un corps annulaire d'étanchéité en élastomère et une cage métallique annulaire qui supporte circonférentiellement et radialement le corps. L'ensemble d'étanchéité définit également une chambre annulaire de relubrification. L'intérieur du corps d'étanchéité définitdeux lèvres primaires d'étanchéité parallèles et angulairement orientées disposées pour un engagement constant avec un arbre. La lèvre auxiliaire d'étanchéité est placée en communication avec la chambre de relubrification de façon que la lèvre engage l'arbre uniquement pendant la mise sous pression de la chambre de relubrification. Par suite, l'ensemble perfectionné sert à empêcher le lubrifiant de s'écouler vers les lèvres d'étanchéité et au contraire, il dirige le lubrifiant vers la région du joint cannelé des lèvres comme on le souhaite. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention, et dans lesquels: - la figure 1 est une vue fragmentaire, partiellement en coupe, d'un ensemble d'étanchéité à joint glissant qui contient un mode de réalisation préféré de la présente invention; - la figure 2 montre un autre mode de réalisation préféré d'un ensemble d'étanchéité à joint glissant selon la présente invention; et la figure 3 est une vue d'un autre mode de réalisation préféré d'une cage qui fait partie de l'ensemble préféré.. Un ensemble d'étanchéité à joint glissant 10 tel que représenté sur la figure 1 produit une interface d'étanchéité du lubrifiant entre un bout d'arbre 12 et un manchon 14 d'un joint glissant. L'arbre 12 s'étend dans le manchon 14 et il lui est couplé par des cannelures correspondantes 16. L'arbre 12 comprend une bride d'accouplement 8 comme on peut le voir. L'ensemble d'étanchéité 10 comprend un corps d'étanchéité 18 en élastomère qui est supporté dans une cage métallique 20. La cagea desparties radiale et axiale 36 et 38 respectivement et elle est fixée à une extrémité 22 du manchon 14 du joint glissant par sa partie axiale 38, dans ce-mode de réalisation particulier, par sertissage. Dans ce but, une gorge externe circonférentielle 24 est incorporée dans l'extrémité 22 du manchon 14, dans laquelle est sertie, comme on peut le voir, l'extrémité ouverte 21 de la cage 20. En se référant à la vue de la moitié inférieure de l'ensemble 10, les parties radiale et axiale 36 et 38 de la cage offrent ensemble un support au corps d'étanchéité 18 sans lui être reliées.Parconséquent, l'utilisation d'adhésifs conventionnels n'est pas requise dans le- mode de réalisation préféré. Le corps d'étanchéité 18 contient deux lèvres primaires d'étanchéité 26 et 28 qui sont disposées en angle vers l'extrémité de la bride du bout d'arbre 12 et sont conçues pour un engagement constant de l'arbre 12. Vers l'arrière des lèvres primaires 26 et 28 est placée une lèvre auxiliaire d'étanchéité 30 qui est disposée en angle vers le manchon 14 du joint glissant. La lèvre auxiliaire d'étanchéité 30 est conçue pour un non engagement normal avec l'arbre 12 et dans une forme préférée, elle est espacée de l'arbre d'une quantité de 0,1 à 0,3 mm. Comme on l'a précédemment noté, la lèvre 30 est conçue pour un contact avec l'arbre uniquement pendant la relubrification de l'ensemble 10 et est par conséquent placée pour être forcée vers le bas sur la surface de-l'arbre par le lubrifiant forcé sous pression dans une chambre annulaire de relubrification 32. La chambre de relubrification définie une cavité de réception du lubrifiant dans laquelle le lubrifiant est admis au moyen d'un raccord conventionnel de Zerk - 34 qui s'étend radialement à travers la partie axiale 38 de la cage 20. Un passage cylindrique 6 du lubrifiant s'étend du raccord 34 à la chambre 32. Une comparaison des moitiés supérieure et inférieure de l'ensemble révélera que la chambre de relubrification 32 définit généralement un volume ou cavité de forme annulaire et comme cela est représenté à la moitié supérieure, est directement reliée au passage 6 au raccord 34 pour permettre l'admission du lubrifiant. Comme cela sera apparent de ceux qui sont compétents en la matière, lors d'une mise sous pression de la chambre pendant la relubrification, la lèvre d'étanchéité auxiliaire 30 est forcée radialement vers l'intérieur contre la surface de l'arbre 12 pour empêcher le lubrifiant de s'écouler vers les lèvres primaires d'étanchéité 26 et 28. Au contraire, le lubrifiant retournera dans la région des cannelures correspondantes 16 comme on le souhaite. En se référant maintenant à la figure 2, elle montre un autre mode de réalisation préféré de l'ensemble d'étanchéité à joint glissant 10' qui, à tous les points de vue, est identique à celui de la figure 1 à l'exception 257 4892 d'une bague annulaire ou rondelle 40. La rondelle 40 est utilisée pour améliorer la tendance de la lèvre auxiliaire d'étanchéité 30' à être forcée vers le bas en contact avec l'abre 12' pendant la relubrification par l'intermédiaire du raccord de Zerk 34'. Dans ce but, la rondelle est placée contre l'extrémité 44 du bout 22' du manchon 14' pour limiter le volume de la chambre 32' dans des conditions de relativement faible- viscosité du lubrifiant et/ou la géométrie du bout 22' du joint glissant. Dans l'exemple immédiat, le manchon 14' contient un biseau sensible 42 o le lubrifiant aurait autrement tendance à facilement se détourner de la région des cannelures correspondantes 16'. La rondelle 40 n'est pas collée à mais est simplement pilotée par la cage 20'. Dans cet autre mode de réalisation préféré, le diamètre interne de la rondelle produira un jeu plus grand que celui entre l'arbre 12' et la lèvre auxiliaire d'étanchéité 30'. La figure 3 représente un autre mode de réalisation de la cage 20" qui est construite en un matériau de nylon chargé de verre en opposition au métal. Comme précédemment, la cage définie des parties radiale et axiale 36" et 38". Cependant, la partie axiale 38" contient une bague d'arrêt 50 venant de matière, faisant radialement saillie vers l'intérieur, devant correspondre avec la gorge 24 de la figure 1. Un raccord de Zerk peut être installé à travers une ouverture 52 tandis qu'une partie fendue axiale 54 permet la flexion du corps en plastique de la cage 20" pour son installation. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Ensemble d'étanchéité à joint glissant caractérisé en ce qu'il comprend un corps annulaire d'étanchéité en élastomère (18), une cage annulaire (20) supportant ledit corps, ledit ensemble d'étanchéité définissant de plus une chambre annulaire de relubrifi- cation (32), o la partie interne dudit corps d'étanchéité comprend au moins une lèvre primaire d'étanchéité d'arbre (26) disposée pour un engagement constant avec un arbre, ladite partie de corps comprenant de plus une lèvre auxiliaire d'étanchéité (30) disposée pour un non engagement normal dudit arbre, et lorsque ladite chambre de relubrification est mise sous pression, ladite lèvre auxiliaire d'étanchéité est forcée contre l'arbre (12) pour empêcher-le lubrifiant de s'écouler jusqu'à la lèvre d'étanchéité. 2. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il définit une cage (20) ayant une partie (38) s'étendant axialement et une partie (36) s'étendant radialement, ladite partie s'étendant axialement ayant des première et seconde extrémités, ladite première extrémité étant adjacente à ladite partie s'étendant radialement et étant disposée pour supporter ledit corps d'étanchéité en élastomère, ladite seconde extrémité étant disposée pour être fixée à un manchon (14) du joint glissant. 3. Ensemble selon la revendication 2 caractérisé en ce que la partie précitée s'étendant radialement de la cage précitée est disposée pourrecouvrir un bout d'arbre (12) calé sur un manchon (14) et en ce que ladite partie définit une surface pour le support radial dudit corps d'étanchéité en élastomère. 4. Ensemble selon la revendication 3 caractérisé en ce que la chambre précitée de relubrification comprend un moyen pour fournir du lubrifiant à travers la partie précitée s'étendant axialement de la cage précitée. 5. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que la lèvre primaire d'étanchéité précitée et la lèvre auxiliaire précitée s'étendenttoutes les deux angulairement vers l'arbre précité, le. composant axial de chacune étant en directionopposée par rapport à l'autre le long dudit arbre. 6. Ensemble selon la revendication 4 caractérisé en ce que l'ensemble précité comprend de plus une bague annulaire (40) placée adjacente à l'extrémité du manchon, ladite bague étant pilotée par la cage précitée. 7. Ensemble selon la revendication 6 caractérisé en ce que le moyen précité de lubrification de la -chambre de relubrification précitée comprend un raccord de Zerk (34) qui s'étend dans la partie s'étendant axialement de la cage précitée. 8. Ensemble selon la revendication 7 caractérisé en ce que le manchon comprend une gorge externe circonférentielle (24) pour recevoir la seconde extrémité de la cage précitée lors de son sertissage radial. 9. Ensemble selon la revendication 8 caractérisé en ce que la partie de corps en élastomère précitée comprend au moins deux lèvres-d'étanchéité angulairement orientées (26, 28). 10. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que la lèvre d'étanchéité précitée est disposée pour être espacée de l'arbre d'une quantité de 0,1 à 0,3 mm. 11. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend de plus une bague annulaire (40) interposée entre le corps d'étanchéité précité et la chambre précitée, ladite bague étant pilotée dans la cage précitée, ainsi ladite chambre de relubrification est radialement délimitée par ladite bague. 12. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cage précitée est en métal. 13. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que la cage précitée est en plastique. 14. Ensemble selon la revendication 3 caractérisé en ce que.la cage précitée comprend une bague d'arrêt venant de matière, faisant radialement saillie vers l'intérieur (50) qui est disposée pour une fixation de la cage. 15. Ensemble d'étanchéité à joint glissant caractérisé en ce qu'il comprend un corps annulaire en élastomère d'étanchéité, une cage annulaire supportant ledit corps, ledit ensemble définissant une chambre annulaire de relubrification l'intérieur dudit corps d'étanchéité comprenant deux lèvres d'étanchéité d'arbre disposées pour un engagement constant avec un arbre, ledit corps d'étanchéité comprenant de plus une lèvre auxiliaire d'étanchéité disposée pour un non engagement normal dudit arbre, et lorsque ladite chambre de relubrification est mise sous pression, ladite lèvre formant barrière - engage l'arbre pour empêcher le lubrifiant de s'écouler jusqu'à la lèvre d'étanchéité, ledit ensemble comprenant de plus une bague annulaire disposée pour être placée contre l'extrémité d'un manchon canne-lé du joint, ladite bague étant pilotée par ladite cage et ayant un jeu par rapport audit arbre qui est plus important que le jeu entre ladite lèvre auxiliaire d'étanchéité et l'arbre rotatif.