Brevet FR2580748A3 — publié le 19861024

FR 2580748 A3 19861024 FR 8605898 A 19860423 La présente invention concerne un roulement her- métique comprenant une bague intérieure et une bague ex- térieure, entre lesquelles est interposée une rangée d'organes roulants, et une paire de bagues d'étanchéité, comportant chacune au moins une lèvre radiale agencée de manière à s'appuyer et glisser sur une surface correspon- dante de la bague intérieure et qui est insérée dans une rainure annulaire formée sur la bague extérieure. Ladite rainure annulaire comporte une paire de surfaces d'épaulement dont la première est placée sur la face dirigée vers la rangée d'organes roulants et la se- conde est située sur le côté opposé. La première surface est conique et comporte un diamètre intérieur plus petit que l'autre surface à épaulement. On s'est rendu compte que, pour permettre une réalisation rapide et peu coûteuse de ladite seconde surface à épaulement, elle doit être conique et que des surfaces coniques appropriées dans ce but sont celles dans lesquelles les génératrices font un angle compris entre 5 et 9 par rapport à un plan perpen- diculaire à l'axe de la bague de roulement. Cependant, une surface d!épaulement de ce profil n'est pas absolument appropriée pour constituer un épaule- ment correct pour la bague d'étanchéité. En fait, on a trouvé que, à cause de la nature déformable de la bague proprement dite, cette bague peut, en cours de fonction- nement, être déformée d'une manière telle qu'elle prenne une configuration conique, en affectant ainsi la distri- bution de pression entre les lèvres de la bague d'étan- chéité et la surface portante correspondante de la baaue intérieure du roulement. Une telle déformation de la bague peut par conséquent avoir un effet perturbateur sur son efficacité d'étanchéité, en particulier dans le cas o la bague est pourvue de deux lèvres annulaires entre lesquelles est ménagé un labyrinthe. En fait, une telle déformation peut faire en sorte qu'une des lèvres s'écarte de la surface portante correspondante, et qu'il se pro- duise une modification considérable du dimensionnement du labyrinthe entre les lèvres proprement dites. La présente invention a pour but de créer un roulement hermétique du type mentionné ci-dessus, conçu pour remédier à l'inconvénient mentionné cidessus. Pour résoudre ce problème, il est prévu confor- mément à la présente invention un roulement hermétique comprenant une bague intérieure et une bague extérieure, entre lesquelles est interposée une rangée d'oraanes roulants, et une paire de bagues d'étanchéité, comportant chacune au moins une lèvre radiale conçue pour s'appuyer et glisser sur une surface correspondante de ladite bague intérieure, et qui est insérée dans une rainure annulaire formée sur ladite bague extérieure, ladite rainure com- portant, sur le côté tourné vers ladite rangée d'organes roulants, une première surface d'épaulement conique pour ladite bague d'étanchéité et, sur le côté opposé, une seconde surface d'épaulement pour la bague proprement dite, chaque bague d'étanchéité étant formée d'un matériau dé- formable et comprenant un élément annulaire métallique de renforcement et une première couche dudit matériau,placée sur ledit élément, sur le côté dirigé vers l'extérieur du roulement, et agencée pour s'appuyer sur ladite seconde surface d'épaulement, caractérisé par le fait qu'il comprend une seconde couche dudit matériau, placée sur ledit élément de renforcement sur le côté opposé à celui o est disposée ladite première couche, ladite seconde couche étant définie par une surface conique agencée de manière à s'appuyer contre ladite première surface d'épaulement; des passages pour ledit matériau étant formés sur ledit élément de renforcement de manière à relier ladite première couche avec ladite seconde couche au moyen du matériau remplissant les passages, et les diamètres extérieurs desdites première et seconde couches étant égaux au diamètre extérieur dudit élément de renfor- cement. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mis en évidence, dans la suite de la des- cription, donnée à titre d'exemple non limitatif, en ré- férence aux dessins annexes dans lesquels: la Figure 1 est une vue en coupe axiale partielle du roulement conforme à la présente invention; les Figures 2, 3 et 4 représentent des coupes partielles de différentes réalisations du roulement de la Figure 1, faites selon la ligne I-I de la Figure 1. Le roulement conforme à la présente invention comprend dans l'essentiel une bague intérieure 1 et une bague extérieure 2 entre lesquelles est interposée une rangée d'organes roulants, par exemple des billes 3, tandis que deux bagues d'étanchéité 4 sont prévues pour fermer latéralement l'intervalle annulaire 5 entre les bagues du roulement. Chaque bague d'étanchéité, qui est formée d'un matériau déformable approprié, par exemple du caoutchouc, une matière élastomère ou semblable, est placée à l'in- térieur d'une rainure annulaire 6 ménagée sur la bague e:xtérieure 2 du roulement et elle comporte au moins une lèvre radiale déformable 7, agencée de manière à s'ap- puyer et glisser sur une surface correspondante 8 de profil approprié,qui est formée sur la baque intérieure 1. La bague d'étanchéité 4 comprend un élément de renforcement 9, usuellement formé d'un métal et sur le- quel est disposée une couche 10 du matériau dont la bague proprement dite est constituée. La rainure annulaire 6 comporte une paire de surfaces d'épaulement pour bloquer axialement la bague d'étanchéité 4. Parmi lesdites sur- faces d'épaulement, une première surface, désignée par 11, est sensiblement conique tandis que la seconde, dé- signée par 12, peut avoir n'importe quelle forme, bien que dans ce cas elle soit également avantageusement co- nique. La forme de la première surface d'épaulement 11 est imposée par des conditions technologiques de manière que les génératrices de la surface d'épaulement 11 fas- sent un angle compris entre 5 et 9 avec un plan perpen- diculaire à l'axe de la bague. En outre, comme le montre clairement la Figure 1, le diamètre intérieur de la pre- mière surface d'épaulement 11 est considérablement plus petit que celui de la seconde surface d'épaulement 12. Enfin, le diamètre extérieur de la couche 10 prévu sur la bague d'étanchéité 4 coïncide sensiblement avec le diamètre extérieur de l'élément de renforcement 9 dont ladite bague est pourvue. Conformément à la présente invention, la bague d'étanchéité 4 comporte une seconde couche 13 formée du même matériau que la bague d'étanchéité proprement dite et placée sur le côté opposé de l'élément de renforcement 9 par rapport à la couche 10. Ladite seconde couche est définie par une surface sensiblement conique 14 qui est agencée de manière à s'appuyer sur la surface d'épaule- ment correspondante 11-de la rainure 6. Les diamètres intérieur et extérieur de la seconde couche 13 sont res- pectivement égaux au diamètre extérieur de l'élément de renforcement 9 et au diamètre intérieur de la surface d'épaulement 11. Comme le montre les Figures 2 à 4, des passages 15 sont ménagés dans ledit élément de renforcement 9 pour permettre une liaison desdites première et seconde couches , 13 au moyen du matériau remplissant les passages pro- prement dits. Lesdits passages peuvent être formés d'une manière appropriée, en étant par exemple constitués par des fentes comme indiqué sur les Figures 2 et 3, ou bien par des trous comme indiqué sur la Figure 4. Les fentes sont avantageusement formées sur le bord extérieur de l'élément de renforcement 9. Conformément à la présente invention, la seconde couche 13 est pourvue de fentes 16 placées sensiblement dans des plans méridiens de la bague d'étanchéité,et agen- cées pour relier l'intervalle 5 existant entre les bagues du roulement avec la rainure annulaire 6. D'autres fentes 17, également placées dans des plans méridiens, sont mé- nagées dans la couche 10 pour permettre une communication entre ladite rainure 6 et l'atmosphère extérieure. Les plans méridiens contenant les fentes 16 dans la couche 13 font des angles prédéterminés avec les plans méridiens contenant les fentes 17 ménagées dans la couche 10, de façon à créer, entre l'intervalle 5 et l'atmos- phère extérieure, une voie comportant une grande résis- tance à l'écoulement et comprenant, en addition auxdites fentes 16 et 17, une partie circonférentielle de la rai- nure annulaire 6. Comme le montre clairement la Figure 1, la couche est avantageusement pourvue d'une saillie annulaire dans laquelle sont formées les fentes 17. Le roulement décrit ci-dessus fonctionne de la manière suivante. Chaque bague d'étanchéité 4 est montée sur le roulement par insertion de sa partie située périphérique- ment complètement à l'extérieur dans la rainure 6 ménagée dans la bague 2, de façon que la surface 14 de la couche 13 s'appuie sur la première surface d'épaulement 11 et que la partie dépassante de la couche 10 s'appuie sur la seconde surface d'épaulement 12, comme le montre la Figure 1. Avec un tel agencement, le plan médian de la bague d'étanchéité 4 est strictement perpendiculaire à l'axe du roulement, du fait de la liaison entre les sur- faces coniques 14 et 11. En outre, une telle configura- tion est maintenue pendant la durée de service du roule- ment grace à la zone importante de contact entre les- dites surfaces en liaison et grace à la transmission sensiblement uniforme des pressions entre elles. Pendant l'utilisation du roulement, les bagues d'étanchéité assurent une étanchéité efficace grace au contact correct établi entre la lèvre 7 et la surface por- tante 8 correspondante. En cas d'augmentation de la pres- sion à l'intérieur de l'intervalle annulaire 5, sous l'ef- fet d'un chauffage du lubrifiant contenu dans celui-ci, cette pression est réduite immédiatement par insufflation d'air au travers des fentes 16, de la rainure 6 et des fentes 17. Lesdits passages constituent en fait un laby- rinthe, dont la résistance au passage de l'air est suf- fisamment basse pour permettre un écoulement facile de l'air, mais suffisamment grande pour empêcher des sub- stances étrangères extérieures de s'infiltrer à l'inté- rieur de l'intervalle 5. La résistance au passage de fluide du labyrinthe est particulièrement grande du fait que les fentes 16 et 17 sont placées dans des plans méri- diens faisant un angle prédéterminé, de telle sorte que la voie établissant une communication entre l'atmosphère extérieure et l'intervalle 5 comprend également des par- ties circonférentielles de la rainure 6 entre les fentes 16 et 17. Bien entendu, la présente invention n'est nulle- ment limitée aux modes de réalisation décrits et repré- sentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Roulement hermétique comprenant une bague inté- rieure (1) et une bague extérieure (2), entre lesquelles est interposée une rangée d'organes roulants (3), et une paire de bagues d'étanchéité (4) , comportant chacune au moins une lèvre radiale (7) conçue pour s'appuyer et glis- ser sur une surface correspondante (8) de ladite bague intérieure (1), et qui est insérée dans une rainure annu- laire (6) formée sur ladite bague extérieure (2), ladite rainure comportant, sur le côté tourné vers ladite rangée d'organes roulants, une première surface d'épaulement conique (11) pour ladite bague d'étanchéité et, sur le côté opposé, une seconde surface d'épaulement (12) pour la bague proprement dite, chaque bague d'étanchéité (4) étant for- mée d'un matériau déformable et comprenant un élément an- nulaire métallique de renforcement (9) et une première couche (10) dudit matériau, placée sur ledit élément (9), sur le côté dirigé vers l'extérieur du roulement, et agencée pour s'appuyer sur ladite seconde surface d'épau- lement (12), caractérisé par le fait qu'il comprend une seconde couche (13) dudit matériau, placée sur ledit élément de renforcement (9) sur le côté opposé à celui o est disposée ladite première couche (10), ladite seconde couche (13) étant définie par une surface conique (14) agencée de manière à s'appuyer contre ladite première surface d'épaulement (11); des passages (15) pour ledit matériau étant formés sur ledit élément de renforcement (9) de manière à relier ladite première couche (10) avec ladite seconde couche (13) au moyen du matériau remplis- sant les passages (15), et les diamètres extérieurs des- dites première et seconde couches (10, 13) étant égaux au diamètre extérieur dudit élément de renforcement (9). 2. Roulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits passages (15) se composent de fentes formées sur le bord dudit élément de renfor- cement (9). 3. Roulement selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdits passages (15) se composent de trous formés dans ledit élément de renforcement (9). 4. Roulement selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé par le fait que lesdites pre- mière et seconde couches (10, 13) sont pourvues de fentes (16; 17), placées sensiblement dans des plans méridiens de ladite bague d'étanchéité (4) et conçues pour relier l'intervalle existant entre les bagues de roulement (1, 2) avec ladite rainure annulaire (6) prévue sur ladite bague extérieure (2), et ladite rainure annulaire (6) avec l'atmosphère extérieure; les plans méridiens contenant les fentes (16) de ladite première couche (10) faisant des angles prédéterminés avec les plans méridiens conte- nant les fentes (17) de ladite seconde couche (13), de manière à former entre ledit intervalle et l'atmosphère extérieure une voie opposant une grande résistance à un écoulement. 5. Roulement selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé par le fait que lesdites fentes (16) formées dans ladite première couche (10) sont réa- lisées sur une saillie annulaire de ladite couche (10). 6. Roulement selon l'une quelconque des revendica- tions I à 5, caractérisé par le fait que le diamètre intérieur de ladite première surface d'épaulement (11) est plus petit que le diamètre intérieur de ladite seconde surface d'épaulement (12), et en ce quele diamètre inté- rieur de ladite seconde couche (13) est égal au diamètre intérieur de la première surface d'épaulement (11).