Brevet FR2593570A1 — publié le 19870731

La présente invention concerne un type de douille de frottement de faible épaisseur assurant une fonction d'étanchéi- té 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 gutentrai- ne une liaison directe Les montages actuels, utilisant une bague d'étanchéité à lève, 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 O En effet, outre que la liaison directe bague d'étanchéitéXarbre tournant implique une contraignante et couteuse mise en oeuvre de ltar- 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 Ta 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-m8mes 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 de très faible encombrement, d'un prix peu élevé et doté d'un dispositif de positionnement et de blocage en axial des 2 côtés et en rotation dans les 2 sens sur l'arbre tournant, extrèmement simple et efficace Cette douille de frottement a la forme d'une bague métallique, à laquelle un joint torique est conjointement et nécessairement associé La douille de frottement ou bague métallique est formée par emboutissage à partir d'une tole ébauche ou par tournage d'une barre d'acier .Puis elle subit un traitement thermique (cémentation-trempe) et une finition en rectification, afin de doter son diamètre extérieur de la dureté et l'état de surface préconisés par les fabricants de bagues d'étanchéité à lèvre L'une des extrémités de la douille subit une réduction de section sur une longueur de quelques millimètres, de manière à pouvoir exécuter une languette transversale Ainsi, le blocage en axial dans les 2 sens de la douille de frottement sur l'arbre tournant est assuré, dès lors que cette languette transversale vient se positionner dans une gorge pratiquée sur l'arbre tournant Ce positionnement est assuré soit par une languette flexible, soit Par une languette rigide repoussée dans la gorge avec un outil simple (tournevis par exemple) Selon leur dimension, il est possible de doter les douilles de plusieurs languettes transversales situées côte à côte ou diamètralement opposées Te blocage en rotation dans les 2 sens de la douille de frottement sur l'arbre tournant est assuré par un joint torique disposé dans une autre gorge pratiquée sur l'arbre Ce blocage 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 douille Le joint torique remplit une seconde fonction très impor tante, à savoir celle d'assurer l'étanchéité statique entre la douille de frottement et l'arbre tournant La figure 1 représente la douille de frottement selon 1' invention dans un plan transversal, en situation de montage sur un arbre tournant .Elle apparait en vue extérieure et partiellement coupée . La bague d'étanchéité à lèvre est également figurée La figure 2 représente la douille de frottement en vue axiale avec en détail la languette transversale, telle qu' elle doit se présenter après positionnement dans sa gorge de blocage La figure 3 représente en coupe une douille de frottement pourvue de 2 languettes transversales disposées côte à côte. La douille de frottement (1) pour bague d'étanchéité à lèvre (e) selon l'invention, a la forme d'une bague métallique . Elle est obtenue soit par emboutissage à partir d'une tôle ébauche, soit par tournage dtune barre d'acier . Elle subit ensuite un traitement thermique (cémentation-trempe), puis une finition en rectification, afin que la dureté et 1' état 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 celle-ci Sur une longueur de quelques millimètres, l'une des extrémités de la douille (1) subit une réduction de section (2). Dans cette mince paroi, épargnée de traitement thermique (cémentation-trempe), une languette transversale (4) est exécutée grace à un usinage de dégagement (3) et une fente étroite (5) Ainsi, le blocage en axial dans les 2 sens de la douille de frottement (1) sur l'arbre tournant (a) est assuré, dès l'instant où la languette transversale (4) vient se positionner dans une gorge (7) pratiquée sur l'arbre tournant (-a) Ce positionnement dans la gorge (7) peut s'effectuer automatiquement, si l'on a affaire à une languette (4) suffisamment flexible, ou avec un outil à repousser, dans le cas d'une languette (4) rigide . Ceci sera fonction de la longueur de la languette (4) et du choix technique du fabricant. Le blocage axial ainsi obtenu est très efficace et très largement suffisant pour le seul maintien de la douille de frottement (1) sur l'arbre tournant (a), étant donné l'absence totale d'effort axial entre ces 2 éléments et la bague d'étanchéité à lèvre (e) Il est possible de doter ce type de douille de frottement (1) de plusieurs languettes transversales, disposées côte à côte (4' et 4") ou diamétralement opposées Ta douille de frottement (1) est dotée de 2 chanfreins (9) aux extrémités de son diamètre extérieur, afin d'éviter de détériorer la lèvre de la bague d'étanchéité (e) lors de son montage Un chanfrein ou rayon intérieur (9) permet de préserver le joint torique (6), lors du montage de la douille de frottement (1) lie démontage de la douille de frottement (1) s'effectue en relevant la languette transversale (4) avec un outil plat et étroit, introduit dans la gorge (7) par le dégagement (3). le joint torique (6) monté dans une gorge pratiquée sur l'arbre tournant (a), permet d'obtenir, avec une valeur de serrage usuelle, le blocage en rotation dans les 2 sens de la douille de frottement (1) sur l'arbre tournant (a) Ce joint torique (6), qui peut être de section réduite, a également pour fonction d'assurer l'étanchéité statique entre la douille de frottement (1) et l'arbre tournant (a) la douille de frottement selon l'invention est destinée à être associée au montage des bagues d'étanchéité à lèvre pour arbre tournant . Son faible encombrement diamètral et longitudinal, ainsi que son coût extrèmement réduit, doivent 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 à lèvre REVENDICATIONS 1) Douille de frottement (1) pour bague d'étanchéité à lèvre (e) adaptable sur arbre tournant (a) et caractérisée par le fait qu'elle est dotée de dispositifs de blocage en axial et en rotation sur l'arbre 2) Douille de frottement (9) selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'une de ses e::trémités présente une réduction d'épaisseur (2) sur quelques millimètres de lon gueur 3? touille de frottement (i) selon les revendications precédentes prises dans leur ensemble caractérisée en ce que la partie réduite en épaisseur (23 permet l'exécution de languettes transversales (4), en nombre et répartition annulai re quelconques, par usinage d'un dégagement (3) et d'une Sen te étroite (5) 4) Douille de frottement (1) selon les revendications pré- cédentes prises dans lueur ensemble caractérisée en CH2 que son blocage en axial dans les 2 sens sur l'arbre tournant (a) est obtenu dès lors que l'une des languettes transversales (4) vient se loger, par flexibilité ou déformation métallique, dans une gorge (7) exécutée sur l'arbre tournant (a) 5) Douille de frottement (î) selon les revendications pre- cédentes prises dans leur ensemble caractérisée en ce que son blocage en rotation dans les 2 sens sur l'arbre tournant (a) est obtenu par le serrage d'un joint torique (6) logé dans une gorge exécutée sur l'arbre . Ce joint torique (6) assure également l'étanchéité statique entre la douille de frottement (1) et l'arbre tournant (a)