Brevet FR2591305A1 — publié le 19870612

La présente invention concerne.un type de douille de frottement de faible épaisseur assurant une fonction d'étanchéité intermédiaire entre une bague d'étanchéité à lèvre et un arbre tournant, afin d'éviter à celui-ci une mise en fabrication spécifique et la détérioration périphérique qu'entraine une liaison directe Les montages actuels, utilisant une bague d'étanchéité à lèvre, sont conçus sans ou avec douille de frottement intermédiaire entre la bague et l'arbre tournant La première solution est formellement déconseillée par tous les fabricants de bagues d'étanchéité .En effet, outre que la liaison directe bague d'étanchéité/arbre tournant implique une contraignante et couteuse mise en oeuvre de l'ar- bre dans son ensemble (choix d'un acier de cémentation ou nitruration, ébauche, cémentation ou nitruration de la portée de la bague d'étanchéité, traitement thermique, redressage, finition usinage, rectification en plongée de la portée de la bague d'étanchéité), -elle entraine la formation rapide d'une gorge périphérique sur l'arbre, du fait d'un effet abrasif lié à un serrage important de la lèvre de la bague d'étanchéité, à laquelle un ressort de bridage est associé .Or, cette détérioration périphérique a-les plus graves conséquences lorsqu'il s'agit de remplacer une bague défectueuse, étant donné que la lèvre d'une nouvelle bague ne doit, en aucune façon, coincider avec l'ancienne portée la deuxième solution est, quant à elle, préconisée sans exception par tous les fabricants de bagues d'étanchéité à lèvre . Malheureusement, aucun type de douille de frottement n'existe actuellement sur le marché des composants industriels .Cette carence oblige, par conséquent, les utilisateurs soit à appliquer encore la liaison directe, malgré les conséquences que cela entraine en matière de coût de production et d'opération de rechange, soit à fabriquer eux-mêmes et au prix fort ces douilles de frottement, selon diverses techniques quant à la manière d'assurer leur blocage en rotation et en axial sur l'arbre tournant (entretoisage bloqué mécaniquement, blocage par vis radiales, frettage à la presse ou à chaud ...) La douille de frottement selon l'invention s'attache à combler toutes les lacunes actuelles liées à l'association bague d'étanchéité à lèvre/arbre tournant, en proposant un produit d'une grande simplicité, de très faible encombrement et doté d'un dispositif de positionnement et de blocage sur l'arbre tournant Cette douille de frottement se compose essentiellement d' une bague métallique de faible épaisseur et d'un segment ouvert, auxquels un joint torique est associé indépendamment, mais nécessairement La bague métallique est formée par emboutissage à partir d'une tôle ébauche ou par tournage à partir d'une barra d' acier . Puis elle subit un traitement thermique et une finition en rectification, afin d'obtenir la dureté superficielle et l'état de surface préconisés par les fabricants de bagues d'étanchéité à lèvre Cette bague métallique possède à l'une de ses extrémités une collerette et une gorge disposées côte à côte . Le rôle de la gorge est de réduire, autant qu'il est mécaniquement possible, le diamètre de la collerette .Quant à celle-ci, sa fonction est de permettre le blocage en axial de la bague métallique sur l'arbre tournant, lorsqu'un segment ouvert de type circlips mais muni de 2 ou 3 crochets périphériques vient, après expansion, se positionner par son diamètre intérieur dans une gorge pratiquée sur l'arbre et par ses crochets autour de ladite collerette Le blocage en rotation de la bague métallique sur l'arbre tournant est assuré par un joint torique disposé dans une autre gorge pratiquée sur l'arbre .Ce blocage en rotation a, bien entendu, ses limites, mais il est largement suffisant, si l'on se conforme aux valeurs de montage usuelles des joints toriques, pour contenir le couple engendré par le frottement de la bague d'étanchéité à lèvre sur le diamètre extérieur de la bague métallique Le joint torique remplit une seconde fonction très importante, à savoir celle d'assurer l'étanchéité statique entre la bague métallique et l'arbre tournant La figure 1 représente la douille de frottement selon 1' invention en demi-vue coupée longitudinalement et en situa tion de montage sur un arbre tournant .Cette représentation en grandeur réelle fait ressortir la possibilité d'obtenir, avec ce type de douille de frottement, une faible épaisseur entre la bague d'étanchéité à lèvre et l'arbre tournant La bague d'étanchéité à lèvre est également figurée La figure 2 représente la douille de frottement en coupe radiale et en situation de montage sur un arbre tournant La figure 3 montre la possibilité d'effectuer, si nécessaire, un montage retourné de 180 degrés de la douille de frottement sur l'arbre tournant, à condition de déplacer en conséquence la gorge recevant le segment ouvert La figure 4 représente la douille de frottement à une échelle agrandie, en situation de montage sur un arbre tournant La figure 5 représente le détail de la collerette et de la gorge situées à l'une des extrémités d'une bague métallique de faible épaisseur et d'une bague métallique d'épaisseur plus importante La figure 6 représente le segment ouvert en vue axiale et avec le détail des crochets périphériques et des oreilles d'écartement des branches pour montage et démontage La douille de frottement pour bague d'étanchéité à lèvre (e) selon l'invention, comprend une bague métallique (1), un segment ouvert (2) et un point torique (3) La bague métallique (i) est obtenue soit par emboutissage à partir d'une tôle ébauche, soit par tournage d'une barre d'acier .Elle subit ensuite un traitement thermique, puis une finition en rectification, afin que la dureté et l'étant de surface de son diamètre extérieur,-c'est à dire la portée de la bague d'étanchéité à lèvre (e), soient conformes aux prescriptions d'utilisation de celui-ci Cette bague métallique (1) est pourvue à l'une de ses extrémités d'une collerette (4) et d'-une gorge (5) situées côte à côte Le rôle de la gorge (5) est de réduire la collerette (4) à un diamètre minimum et suffisant pour quelle puisse remplir sa fonction et ce, quel que soit le diamètre extérieur de la bague métallique (i) le segment ouvert (2), de type anneau circlips, est doté de 2 ou 3 crochets (6) situés sur sa périphérie et exécutés dans sa masse métallique Ainsi, lorsque l'on présente le segment ouvert (2) et la bague métallique (1) sur l'arbre tournant (a), on obtient un blocage axial intime de ces 3 éléments, dès lors que le segment ouvert (2), après expansion, vient simultanément se loger par son diamètre intérieur dans une gorge (g) pratiquée sur l'arbre tournant (a) et par ses crochets (6) autour de la collerette (4) située à l'une des extrémités de la bague métallique (1) Le Joint torique (3) monté dans une gorge pratiquée sur l'arbre (a), permet d'obtenir, avec une valeur de serrage usuelle, le blocage en rotation dans les 2 sens de la bague métallique (1) sur l'arbre tournant (a) .Ce joint torique (3), qui peut être de section réduite, a également pour fonction d'assurer ltétanchéité statique entre la bague métallique (1) et l'arbre tournant (a) les extrémités des branches du segment ouvert (2) sont munies d'oreilles (7) percées et recourbées . Cette forme réduit l'encombrement extérieur du segment (2) et permet de démonter la bague métallique (1) pour rechange, avec une pince à becs recourbés introduite par un étroit passage entre l'arbre tournant (a) et le logement de la bague d'étanchéité à lèvre (e) La douille-de frottement montee dans le sens de la figure 1 a la capacité de contenir une charge axiale de valeur F égale aux possibilités des anneaux d'arrêt usuels . Ceci représente un atout supplémentaire très important, en matière d'économie de montage mécanique Afin de ne pas détériorer la lèvre de la bague d'étanchéité (e) lors du montage de celle-ci, un chanfrein d'entrée (8) est pratiqué à l'extrémité du diamètre extérieur de la bague métallique (1) Les 2 extrémités du diamètre intérieur de celle-ci sont également dotées d'un chanfrein, afin de préserver le Joint torique (3) lors du montage par l'un ou l'autre coté La douille de frottement selon l'invention est destinée à être associée au montage des bagues d'étanchéité à levure pour arbre tournant, principalement en milieu lubrifié à 1' huile qui représente la grande majorité des cas d'application . Son faible encombrement diamétral doit en faire un produit très apprécié, notamment par la construction automobile qui absorbe une part très importante de la production mondiale des bagues d étanchéité a lèvre REVENDICATIONS 1) Douille de frottement pour bague d'étanchéité à lèvre(e) adaptable sur arbre tournant (a) et caractérisée par le fait qu'elle comprend une bague-métallique (1), dont une extrémité est dotée d'une collerette (4) et d'une gorge (5) disposées côte à côte 2) Douille de frottement pour bague d'étanchéité à lèvre(e) selon la revendication 1 et caractérisée en ce qu'elle comprend un segment ouvert (2) doté de 2 ou 3 crochets (6) périphériques et monoblocs, ainsi que d'oreilles (7) percées et recourbées à l'extrémité de ses branches 3) Douille de frottement pour bague d'étanchéité à lèvre(e) selon les revendications précédentes et caractérisée en ce que le blocage axial de la bague métallique (1) sur l'arbre tournant (a) est obtenu dès lors que le segment ouvert (2), après expansion, vient simultanément se loger, par son diamètre intérieur, dans une gorge (g) pratiquée sur l'arbre tournant (a) et, par ses crochets (6), autour de la collerette(4) située à l'une des extrémités de la bague métallique (1) 4) Douille de frottement pour bague d'étanchéité à lèvre(e) selon les revendications précédentes et caractérisée en ce que le blocage en rotation dans les 2 sens de la bague métallique (1) sur l'arbre tournant (a) est obtenu par le serrage d'un Joint torique (3) logé dans une gorge pratiquée sur l' arbre (a) . Ce joint torique (3) assure également l'étan- chéité statique entre la bague métallique (1) et l'arbre (a).