Brevet FR2574148A1 — publié le 19860606

Joint tournant pourvu d'un filet à action hydrodynamique à pas variable. La présente invention concerne des améliorations aux joints ayant un élément d'étanchéité en forme d'anneau dont le constituant principal est du polytétrafluoro- éthylène, appelé ci-après PTFE. De tels joints sont relativement bien connus; les régions extérieures de l'élément d'étanchéité annulaire sont fixées entre des éléments de boîtier ou collées sur un seul élément de bottier recouvert de caoutchouc, tandis que le bord interne coopère avec la surface d'un arbre passant à travers le joint, ce qui déforme l'élément initialement plan en lui donnant une forme incurvée ou de trompette. C'est un but de la présente invention de procurer sur la surface de l'élément d'étanchéité qui est en contact avec l'arbre une structure améliorée qui améliore l'étan- chéité dynamique. Dans ou pour un joint tournant, la présente invention propose un élément d'étanchéité annulaire en PTFE dont le bord interne présente une structure ayant des régions circonférentielles dans lesquelles les éléments struc- turels sont parallèles l'un à 1' autre en étant inclinés par rapport au bord interne, l'écartement de ces éléments structurels au niveau du bord interne étant supérieur à leur écartement loin de ce bord interne. De préférence, les éléments structurels sont des entailles dans lasurface du PTFE, qui s'ouvrent pour former des rainures lorsque l'élément d'étanchéité se déforme sur l'arbre. Les éléments structurels peuvent comporter une ou plusieurs entailles, nervures ou rainures hélicoïdales. Il existe de préférence une première région adjacente au bord interne dans laquelle l'écartement est constant, une deuxième région, éloignée du bord interne, dans laquelle l'écartement est constant, mais inférieur à l'écartement dans la première région, et une troisième région, entre la première région et la deuxième, dans laquelle l'écarte- ment varie depuis celui de la première région jusqu'à celui de la deuxième région. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- cription détaillée suivante, donnée à titre d'exemple seulement, d'une réalisation préférée, en liaison avec le dessin joint, sur lequel: la figure unique est une demi-coupe transversale à travers un élément d'étanchéité selon l'invention, monté sur un arbre. On voit sur le dessin un élément d'étanchéité en PTFE à l'endroit o il est en contact avec un arbre 11. L'élément 10 a initialement la forme d'un anneau dans le plan 12 et son diamètre extérieur (non représenté) est fixé dans le plan 12 entre des éléments d'un boîtier métallique ou collé sur un seul élément de boîtier recouvert de caoutchouc. Toutefois, lorsqu'il est monté sur un arbre 2574 1 48 11, l'élément d'étanchéité est déformé en forme de trom- pette avec le diamètre intérieur 14 de l'anneau étiré le long de l'arbre 11. Sur la surface de l'élément 10 sont prévus des éléments structurels hydrodynamiques 15 qui améliorent l'étanchéité dynamique de l'élément 10 sur l'arbre. On a proposé de nombreuses configurations de tels éléments structurels, à savoir des nervures ou des rainures, que l'on peut utiliser dans la présente invention, mais la structure préférée consiste en des entailles hélicoïdales. Ces entailles sont coupées dans l'élément en PTFE lors de sa fabrication alors que la face ainsi entaillée est plane. Aucune matière n'est enlevée pendant cet entaillage. Toutefois, lorsque l'élément 10 est déformé par son montage sur l'arbre 11, les entailles s'ouvrent pour former effec- tivement des rainures qui assurent une étanchéité hydro- dynamique. Dans la réalisation représentée, il y a quatre entailles hélicoïdales, mais, comme leur nombre est déter- miné par le diamètre du joint et l'angle désiré entre l'entaille et le bord interne ou d'étanchéité 16, il est bien entendu qu'on peut prévoir un nombre quelconque d'entailles hélicoïdales, y compris une seule. Ce qui importe dans la présente invention est que, lorsqu'on se déplace axialement le long de l'arbre depuis le bord d'étanchéité 16, on puisse rencontrer, dans au moins certaines régions circonférentielles du joint, une succession d'éléments structurels sensiblement parallèles inclinés sur le bord interne 16. Par exemple,dans le cas d'une hélice unique, les éléments structurels rencontrés seraient les spires successives de l'hélice. On peut voir sur le dessin que, au fur et à mesure qu'on s'éloigne du bord d'étanchétié 16, le pas de l'hélice, ou de façonplus précise l'écartement des entailles suc- cessives, est intialement constant dans la région 20 et devient progressivement plus petit dans une région de transition 21 pour redevenir constant dans la région 22, mais inférieur à l'écartement dans la région 20. Cette variation de l'écartement des éléments structurels successifs assure un pompage hydrodynamique maximal à proximité du bord d'étanchéité et le maintien d'un film de lubrifiant à l'endroit de contrainte maximale dans la région de transition 21 et elle évite le colmatage des entailles dans la région 22 par la poussière et les saletés, car le plus grand nombre d'entailles dans cette région signifie que chaque entaille est ouverte moins largement et a une moindre action de pompage. 2574 1 48 Revendications. 1. Elément d'étanchéité annulaire en PTFE (10), dans ou pour un joint tournant, caractérisé en ce que son bord interne (14) présente une structure ayant des régions circonférentielles dans lesquelles les éléments structu- rels (15) sont parallèles l'un à l'autre en étant inclinés par rapport au bord interne, l'écartement de ces éléments structurels au niveau du bord interne étant supérieur à leur écartement loin de ce bord interne. 2. Elément d'étanchéité selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les éléments structurels sont des entailles (15) dans la surface du PTFE qui s'ouvrent pour former des rainures lorsque l'élément d'étanchéité (10) se déforme sur un arbre (11). 3. Elément d'étanchéité selon la revendication 2, caracté- risé en ce que les élémentsstructurels sont des entailles hélicoïdales. 4. Elément d'étanchéité selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les éléments structurels sont des nervures ou des rainures. 5. Elément d'étanchéité selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'ilexiste une première région (20) adjacente au bord interne dans laquelle l'écartement est constant, une deuxième région (22), éloignée du bord interne, dans laquelle l'écartement est constant, mais inférieur à l'écartement dans la première région, et une troisième région (21), entre la première région et la deuxième, dans laquelle l'écartement varie depuis celui de la première région jusqu'à celui de la deuxième région.