Brevet FR2589091A1 — publié le 19870430

DISPOSITIP POUR ENLEVER LES IMPURETES OU SOUILLURES D'UNE SURFACE, NOTAMMENT UN DISPOSITIF D'ETANCHEITE A BROSSE. La présente invention concerne un dispositif pour enlever des impuretés et des contaminants d'une surface. Un dispositif de la technique antérieure du type précité comprend de nombreux poils ou soies qui sont supportés de façon fixe à une de leurs extrémités et qui s'étendent en direction de la surface d'o les impuretés et les contaminants doivent être enlevés et portent, au moyen de surfaces de contact, contre cette surface à nettoyer, ces soies étant conçues pour enlever les impuretés et les contaminants pendant leur déplacement de translation par rapport à ladite surface à nettoyer. On peut utiliser un dispositif de ce type comme joint d'étanchéité dit à brosse, ce dispositif étant donc disposé dans un espace compris entre deux surfaces mobiles l'une par rapport à l'autre, pour empêcher les impuretés et les contaminants de pénétrer dans cet espace et pour enlever les impuretés qui y ont déjà pénétré. Un joint d'étanchéité à brosse de ce type est utilisé, par exemple, comme joint d'étanchéité supplémentaire intégré à un dispositif d'étanchéité d'arbre, le joint d'étanchéité principal étant constitué par une bague d'étanchéité radiale ou axiale en matière élastomère, par exemple en caoutchouc, qui comporte une lèvre d'étanchéité glissant le long d'une surface d'appui et qui assure une étanchéité vis-à-vis, par exemple, d'huile ou de graisse. En empêchant les impuretés et les contaminants d'atteindre la lèvre d'étanchéité, le joint d'étanchéité supplémentaire assure un meilleur effet d'étanchéité total du dispositif d'étanchéité ainsi qu'une plus grande durée de vie utile du joint d'étanchéité principal. Dans un dispositif d'étanchéité du type joint d'étanchéité à brosse, il est habituellement souhaitable que le dispositif déplace les impuretés et les contaminants dans une direction transversale à la direction du déplacement relatif entre les soies et la surface dont les impuretés et les contaminants doivent être enlevés. Dans des dispositifs d'étanchéité du type décrit o le joint d'étanchéité à brosse constitue un joint d'étanchéité supplémentaire, on désire bien entendu déplacer du joint d'étanchéité principal les impuretés et les contaminants latéralement par rapport à ce joint. Toutefois, on ne peut pas obtenir un tel déplacement commandé des impuretés et des contaminants dans les dispositifs d'étanchéité classiques du type comprenant des soies qui portent contre la surface d'o les impuretés doivent étre enlevées et qui sont déplacées par rapport à cette surface. La présente invention a pour objet de fournir un dispositif du type mentionné ci-dessus qui soit capable de déplacer les impuretés du dispositif latéralement par rapport au mouvement relatif entre les soies et la surface d'o les impuretés doivent être enlevées. Pour atteindre cet objet, on a réalisé, conformément à la présente invention, un dispositif qui permet d'enlever des impuretés et des contaminants d'une surface et qui comprend des soies comportant des surfaces transporteuses s'étendant obliquement par rapport à la direction de déplacement relatif entre les soies et la surface d'o les impuretés et les contaminants doivent être enlevés, lesdites surfaces transporteuses étant conçues de manière à déplacer les impuretés et les contaminants de la surface dans une direction transversale à la direction dudit déplacement relatif. Dans un mode de réalisation préféré du dispositif selon la présente invention, chaque soie comporte au moins deux surfaces transporteuses adaptées pour être actives lors du déplacement relatif entre les soies et la surface dans une direction et dans la direction opposée. Dans ce mode de réalisation, il est préférable que les soies soient conçues pour être déplacées entre deux positions différentes lors de l'inversion de la direction du déplacement relatif entre les fibres et la surface, de manière que les surfaces transporteuses différentes soient actives dans les positions différentes des soies. Dans le mode de réalisation préféré du dispositif selon la présente invention, les soies déplacent les impuretés et les contaminants de la surface dans la même direction de transport, indépendamment du fait que le déplacement relatif entre les soies et la surface ait lieu dans l'une ou l'autre des deux directions opposées. Dans le cas d'un dispositif d'étanchéité axial dans lequel le dispositif selon la présente invention constitue un joint d'étanchéité supplémentaire, on obtient que ce joint d'étanchéité supplémentaire éloigne les impuretés du joint d'étanchéité principal, quel que soit le sens de rotation de l'arbre par rapport à la structure environnante. Pour obtenir que les soies prennent des positions différentes dans lesquelles les surfaces transporteuses différentes sont actives, on peut concevoir ces soies de manière que leurs surfaces de contact qui portent contre la surface d'o les impuretés ou contaminants doivent être enlevés aient une forme longitudinale, les deux surfaces transporteuses des soies étant constituées par les côtés des parties des soies qui sont adjacents aux surfaces de contact. En outre, les soies sont conçues de manière à présenter à une des extrémités de la surface de contact une résistance à être déplacées par la surface à nettoyer, quand cette surface est déplacée par rapport aux soies, qui est plus grande que la résistance de l'autre extrémité de la surface de contact. Les soies sont supportées de façon fixe de telle manière qu'elles cherchent à prendre une position dans laquelle l'axe longitudinal des surfaces de contact des soies s'étend perpendiculairement à la direction de déplacement relatif entre les soies et la surface d'o les impuretés doivent être enlevées. Quand les soies sont conçues de cette manière, les parties des soies qui sont adjacentes à la surface de contact prennent, selon la direction du déplacement relatif entre les soies et la surface à nettoyer, les deux positions différentes dans lesquelles les surfaces transporteuses différentes sont actives. On va décrire ci-après la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une coupe axiale d'une partie d'un dispositif d'étanchéité d'arbre dans lequel le dispositif selon la présente invention est inclus sous forme d'un joint d'étanchéité supplémentaire; la figure 2 montre a pus grande échelle un mode de réalisation du diszositf selon la présente invention; les figures 3a, 3b et 3c sont des coupes par III-III de la figure 2 et montrent le dispositif selon la présente invention dans différentes positions de fonctionnement; la figure 4 est une vue correspondant à la figure 2 et montre un autre mode de réalisation du dispositif selon la présente invention; et les figures 5a, 5b et 5c sont des coupes par V-V de la figure 4 et montrent le dispositif selon la présente invention dans diff- rents états de fonctionnement. Sur la figure. 1, on a représenté un arbre rotatif 2 s'étendant à travers une ouverture d'une paroi 4. Pour obturer de façon étanche les espaces 6 et 8 de part et d'autre de la paroi 4, on a disposé dans l'espace libre compris entre la surface extérieure de l'arbre 2 et la surface définissant l'ouverture de la paroi 4, un dispositif d'étanché-té axial du type radial. Le dispositif d'étanchéité axial comprend un joint d'étanchéité principal se présentant sous la forme d'une bague d'étanchéité radiale 10 et un joint d'étanchéité 12 à brosse qui constitue un dispositif selon la présente invention. La bague d'étanchéité radiale 10 est er. caoutchouc et coporte une partie de fixation 14 au moyen de laquelle la bague d'étanchéité radiale 10 est fixée à la paroi 4. La partie de fixation 14 est pourvue d'une bague de renforcement 16 en métal. La bague d'étanchéité radiale 10 comporte une partie d'étanchéité 18 comprenant une lèvre d'étanchéité 20 qui est poussée radialement contre la surface extérieure cylindrique de l'arbre 2 au moyen d'un ressort 22. Le dispositif selon la présente invention, qui est constitué par un joint d'étanchéité 12 à brosse, a pour rôle d'empêcher les impuretés et les contaminants présents dans l'espace 8 d'atteindre la lèvre d'étanchéité 20. On obtient ainsi une meilleure action d'étanchéité du dispositif d'étanchéité ainsi qu'une durée de vie utile plus longue de la bague d'étanchéité , en raison du fait que les particules abrasives ne peuvent pas user la lèvre d'étanchéité 20. Selon la présente invention, le joint d'étanchéité 12 à brosse est conçu de manière que les particules d'impuretés soient déplacées dans une direction opposée au dispositif d'étanchéité quel que soit le sens de rotation de l'arbre 2. Conformément à la présente invention, les soies 24 du joint 12 à brosse répondent à une conception spéciale. La conception des soies des deux modes de réalisation différents respectifs du dispositif selon la présente invention apparait, d'une part, sur les figures-2 et 3 et, d'autre part, sur les figures 4 et 5. Une des extrémités des soies est supportée de façon fixe par une surface 26 de la bague d'étanchéité 10. A leur extrémité située à l'opposé de la surface 26, les soies 24 portent contre la surface extérieure cylindrique de l'arbre 2. Ainsi, quand l'arbre tourne, les soies se trouvent en contact de glissement avec la surface extérieure cylindrique de l'arbre par leurs surfaces de contact afin d'enlever les impuretés de la surface de l'arbre. On voit sur la figure 2 que les soies 24a sont supportées de façon fixe, à leurs extrémités supérieures, par la bague d'étanchéité 10, tandis qu'elles s'étendent de la surface 26 de façon sensiblement perpendiculaire à la surface 2a qui représente la surface extérieure de l'arbre 2. Les fibres 24a portent contre la surface 2a à leurs surfaces d'extrémité libre par leurs surfaces de contact 28. La figure 3a montre la forme de la section des soies 24a, cette forme de la section corespondant à la forme des surfaces de contact 28. Dans le mode de réalisation du dispositif de l'invention représenté sur les figures 2 et 3, les soies et leur surface de contact 28 ont une section droite sensiblement en forme de goutte ou de coin. Les soies 24a sont fixées à la surface 26 et sont supportées par cette surface de manière que leur axe longitudinal et symétrique 30, dans leur état relache, s'étende de façon sensiblement perpendiculaire à la direction voulue 31 du déplacement relatif entre la surface 2a et les soies 24a. En un endroit adjacent à la surface de contact 24, les soies forment des surfaces transporteuses obliques 32 ayant pour rôle d'enlever les impuretés et les contaminants de la surface 2a quand la surface 2a et les soies sont déplacées l'une par rapport à l'autre. Quand la surface 2a se déplace dans la direction représentée par la flèche 34 sur la figure 3b, les soies prennent, à l'endroit de leurs surfaces de contact 28, la position représentée sur la figure 3b, dans laquelle la surface transporteuse 32, qui est en contact avec les particules d'impuretés présentes sur la surface 2a, une position angulaire grace à laquelle les particules d'impuretés présentes sur la surface 2a sont déplacées de la surface 2a dans la direction indiquée par la flèche 36, c'est-à-dire dans une direction opposée à la bague d'étanchéité radiale 10. La surface de contact 28 prend la position représentée en raison du fait que les soies 2a présentent, à l'extrémité 38 de la surface de contact 28, une résistance plus grande que celle qu'elles présentent à l'extrémité 40 de cette surface. Cette différence est due, bien entendu, au fait que la section des soies est plus large à l'extrémité 38 qu'à l'extrémité 40. Comme il apparaît sur la figure 3c, les soies 24a prennent une position ayant tournée dans le sens contraire des aiguilles d'une montre par rapport à leur position sur la figure 3b quand la surface 2a est déplacée dans la direction indiquée par la flèche 42. Dans cette position, la surface transporteuse 32 se trouvant sur le côté opposé des soies est active pour déplacer de la surface 2a les impuretés. Grace au changement de la position de rotation des soies, on obtient la même direction de déplacement des impuretés, c'est-à-dire dans une direction opposée à la bague d'étanchéité radiale 10, en dépit du fait que la direction du déplacement de la surface 2a a été inversée. Dans le mode de réalisation du dispositif de la présente invention, représenté sur les figures 5a, 5b et 5c, les soies 24b ont une longueur plus grande que la distance comprise entre la surface 26 et la surface 2a. De ce fait, les soies 24b prennent une position dans laquelle leurs extrémités libres présentent une partie déviée 44. La surface extérieure de la partie déviée des soies constitue donc la surface 28b de la soie en contact avec la surface 2b. De ce fait, les cetés de la partie déviée 34 constituent les surfaces transporteuses 46 de la soie. On comprendra que la partie déviée présente à son extrémité libre 48 une résistance au déplacement plus faible que celle que cette partie devie-44 -préeste-l'extrémité -opposée 52 quand la surface 2a est déplacée dans la direction indiquée par la double flèche 50. Les soies 24b agissent donc de la même façon que les soies 24a quand la surface 2b est déplacée dans des directions opposées pour transporter de la surface 2b les impuretés dans la direction indiquée par la flèche 54 quel que soit le sens de rotation de la surface 2b. Dans le mode de réalisation des figures 5a, 5b et 5c, la section droite des soies est triangulaire, ce qui fait que la partie d&viée 44 forme une surface de contact plate 28b contre la surface 2b. Il est bien entendu possible de concevoir la section droite des soies de la manière voulue pour que ces soies jouent le rôle recherché. Par exemple, il est possible de munir la surface de contact 28b de rainures, ou analogues, pour constituer plusieurs arêtes de raclage à l'endroit des surfaces de contact. Il est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif. Ainsi, l'invention peut être utilisée dans de nombreuses applications autres que celles relatives au dispositif d'étanchéité. Il est également possible de concevoir d'autres modes de réalisation des soies tout en maintenant l'effet de transport constituant le concept de base de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour enlever d'une surface à nettoyer des impuretés et des contaminants, ce dispositif comprenant de nombreuses soies (24) supportées fermement à une de leurs extrémités et s'étendant vers la surface à nettoyer et portant, au moyen d'une surface de contact (28), contre cette surface à nettoyer, les soies étant conçues pour enlever les impuretés et les contaminants pendant qu'elles exécutent un mouvement de translation par rapport à ladite surface à nettoyer, caractérisé en ce que les soies (24) forment des surfaces transporteuses (32;46) s'étendant obliquement par rapport au mouvement relatif entre les soies et la surface à nettoyer, ces surfaces transporteuses étant conçues pour enlever les impuretés et les contaminants de la surface à nettoyer dans une direction (36;54) s'étendant transversalement à la direction du déplacement relatif (34,42) entre les soies et la surface à nettoyer. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les soies (24) comportent chacune au moins deux surfaces transporteuses (32;46) qui sont conçues pour être actives pendant le déplacement relatif entre les soies (24) et la surface (2) dans des directions opposées (34;42). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les soies sont conçues pour être déplacées entre deux positions différentes dans lesquelles les surfaces transporteuses différentes (32;46) sont actives quand la direction (34;42) du = _________ mouvement relatif entre les soies (24) et la surface (2) est inversée. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la surface de contact des soies qui porte contre la surface à nettoyer a une forme longitudinale, les deux surfaces transporteuses (32;46) des soies étant formées sur les côtés des parties des soies qui sont adjacents à la surface de contact (28), les soies étant supportées de manière à agir pour prendre une position dans laquelle l'axe (30) de la surface de contact des soies s'étend de façon sensiblement perpendiculaire à la direction du déplacement relatif (34;42) entre les soies et la surface à nettoyer, les soies présentant, à une première (38;52) des extrémités de la surface de contact, une résistance au déplacement plus grande que celle que présente la seconde extrémité (40;48) de cette surface, ce qui fait que les parties des soies, qui sont adjacentes à la surface de contact, prennent deux positions différentes selon la direction du déplacement relatif entre les soies et la surface à nettoyer. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les soies (24) s'étendent de façon sensiblement perpendiculaire à la surface à nettoyer et forment ladite surface de contact à ladite surface d'extrémité, caractérisé en ce que la section droite des fibres diminue de dimension de ladite première extrémité (38) en direction de ladite seconde extrémité (40) de la surface de contact (28). 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les soies (24) ont une section droite en forme de coin ou de goutte. 7. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les soies (24b) s'étendent en direction de la surface à nettoyer tout en étant déviées et en formant ladite surface de contact (28b) à la surface d'enveloppe de cette surface, caractérisé en ce que les soies sont supportées de façon fixe à leur extrémité (52) présentant la plus grande résistance au déplacement de la surface de contact et que ladite seconde extrémité (48) se trouve à l'extrémité libre des fibres.