Brevet FR2614383A1 — publié le 19881028

Perfectionnements aux ioints d'étanchéité à lèvre. L'invention est relative aux joints destinés à assurer l'étanchéité au passage d'un arbre à travers une ouverture pratiquée dans une paroi étanche, ledit arbre étant animé d'un mouvement rotatif ou coulissant par rapport à cette paroi ou inversement. Elle concerne plus particulièrement, parmi ces joints, ceux qui comportent une lèvre annulaire continue en élastomère formant une extrémité axiale d'un voile annulaire étanche et élastique de forme générale tronconique, cette extrémité étant elle-même évidée par unegorge annulaire extérieure garnie d'un ressort annulaire propre à solliciter radialement la lèvre vers l'axe du joint et donc à l-'appliquer contre l'arbre à étancher, et l'autre extrémité axiale du voile étant raccordée à une armature métallique annulaire profilée en L, c'està-dire comportant successivement une rondelle radiale et un manchon axial de fixation prolongeant cette rondelle et entourant le voile. Dans les modes de réalisation connus de ces joints, la gorge garnie du ressort est délimitée par des bords continus et la hauteur de ces bords est très faible pour que le montage du ressort dans la gorge ne soit pas trop difficile et que la lèvre puisse être facilement réalisée par moulage. Une telle structure présente certains inconvénients et en particulier celui d'un dégagement trop facile du ressort hors de la gorge, dégagement qui risque en particulier de se produire avant le montage du joint sur l'arbre à étancher à la suite de chocs ou accrochages involontaires. L'invention a pour but, surtout, de remédier à ces inconvénients. A cet effet les joints à lèvre selon l'invention sont essentiellement caractérisés en ce que la gorge de réception du ressort y est délimitée latéralement par deux bords crénelés décalés angulairement l'un par rapport à l'autre. Dans des modes de réalisation préférés, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes - dans un joint à lèvre du genre en question pour lequel le ressort annulaire présente la forme générale d'un tore, les pattes ou créneaux constituant l'un au moins des bords crénelés recouvrent ce ressort jusqu'au ni veau du diamètre extérieur du tore, - l'étendue angulaire de chaque créneau correspond à une fraction seulement, comprise de préférence entre le tiers et la moitié, de l'intervalle angulaire séparant deux créneaux contigus. L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après. Dans ce qui suit, l'on va décrire deux modes de réalisation préférés de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative. La figure 1, de ce dessin, montre en demi-coupe axiale à échelle agrandie un joint à lèvre établi selon l'invention. La figure 2 est une vue en bout d'un tel joint selon la flèche II de la figure 1. La figure 3 montre en vue perspective une portion du même joint. La figure 4 montre également en perspective une portion d'un autre joint à lèvre également conforme à l'invention. Le joint considéré, destiné à assurer l'étanchéité entre un arbre 1 et une paroi (non représentée) traversée par cet arbre, comprend une lèvre annulaire continue 2 formant une extrémité axiale d'un voile ou "manchette" annulaire 3 en élastomère de forme générale tronconique. Cette extrémité est évidée extérieurement par une gorge annulaire 4 ouverte radialement vers l'extérieur et sur la forme de laquelle on reviendra plus loin, gorge dans laquelle est logé un ressort annulaire 5 propre à solliciter radialement la lèvre 2 vers l'axe du joint, c'est-à-dire à appliquer cette lèvre contre l'arbre 1. D'une façon connue en soi, le ressort 5 est avantageusement constitué par un fil métallique héli cotidal à spires quasi-jointives dont l'axe a été recourbé selon un cercle, ce qui donne au ressort la forme générale d'un tore creux. L'autre extrémité axiale du voile 3 est raccordée à une armature métallique annulaire profilée en L, c'est-à-dire comprenant une rondelle radiale 6 prolongée extérieurement par un manchon axial 7 entourant le voile. Ce manchon est lui-meme enrobé d'un fourreau 8 en matière élastomère propre à assurer l'étanchéité entre le joint et un logement de réception approprié (non représenté) qui est prévu dans la paroi traversée par l'arbre 1 et dans lequel ledit fourreau est emmanché à force, ce logement étant en général également équipé d'un roulement porteur de l'arbre 1. C'est plus particulièrement à la gorge 4 que l'invention se rapporte. Cette gorge présente encore un fond continu annulaire présentant en demi-section axiale la forme d'un demi-cercle ouvert vers l'extérieur, mais elle n'est plus ici délimitée latéralement par des bords continus et relativement bas, comme dans les réalisations connues, mais par des bords discontinus formés de créneaux 9 relativement hauts. Les créneaux des deux bords sont en nombre identique et ils sont décalés angulairement entre eux de façon telle que chaque créneau d'un bord se trouve en regard d'une encoche séparant deux créneaux de l'autre bord, de préférence au milieu de cette encoche. Chaque créneau 9 se présente sous la forme d'une patte ou "bavette" longeant une partie du ressort 5. Dans le mode de réalisation des figures 1 à 3, les pattes 91 constituant le bord crénelé intérieur du joint s'étendent jointivement le long du ressort selon un quart de cercle, jusqu'au niveau du cercle de plus grand diamètre de ce ressort, alors que les pattes 92 constituant le bord crénelé terminal se présentent sous la forme de dents radiales plates et de faible hauteur. Dans le mode de réalisation de la figure 4, tous les créneaux ou pattes, qu'ils soient intérieurs 93 ou terminaux 94, longent jointivement le joint sur une relativement grande surface à la façon des pattes ci-dessus. Les largeurs des pattes; comptées selon une direction circonférentielle, peuvent etre égales aux largeurs des intervalles ou encoches qui séparent les pattes successives d'un meme bord. Mais lesdites largeurs de pattes sont de préférence inférieures auxdites largeurs d'encoches, étant notamment de l'ordre de la moitié ou du tiers de ces dernières, ainsi qu'illustré sur la figure 2. L'étendue angulaire de chaque patte est avantageusement de l'ordre de 10 à 30', le nombre des pattes de chaque bord étant alors égal à quatre, comme illustré sur la figure 2. Le montage du ressort 5 dans la gorge 4 à bords crénelés tel que défini ci-dessus est très facile du fait de l'élasticité des pattes constituant ces bords ainsi que de l'élasticité du ressort lui-même, qui peut être légèrement déformé en zigzag lors de ce montage. La solidité de l'accrochage ainsi réalisé du ressort 5 sur le joint est excellente : en particulier il n'y a plus de risque de dégagement involontaire dudit ressort 5 hors de la gorge 4. De plus la lèvre 2 est très souple du fait que les bords continus délimitant latéralement la gorge 4 dans les réalisations connues, et constituant en quelque sorte des nervures de renforcement pour la levre, sont ici supprimés et remplacés par des bords discontinus composés de pattes relativement droites et écartées les unes des autres. Il est à noter également que la lèvre 2 cidessus est plus facile à obtenir par moulage que celles antérieurement connues, vu notamment qu'elle se prête mieux au démoulage et que les moules correspondants sont plus faciles à réaliser et donc moins coûteux. En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose finalement d'un joint à lèvre dont la constitution et les avantages résultent suffisamment de ce qui précède. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles où les deux portions en élastomère constituant respectivement le voile 3 et le fourreau 8 seraient constituées par deux portions d'une seule et même masse enrobant au moins en partie l'armature 6,7. REVENDICATIONS 1. Joint pour assurer l'étanchéité au passage d'un arbre (1) à travers une paroi, comportant une lèvre annulaire continue (2) formant une extrémité axiale d'un voile en élastomère (3) de forme générale tronconique, cette extrémité étant elle-meme évidée par une gorge annulaire extérieure (4) garnie d'un ressort annulaire (5) propre à solliciter radialement la lèvre contre l'arbre, et l'autre extrémité axiale du voile étant raccordée à une armature métallique qui comporte successivement une rondelle radiale (6) et un manchon axial de fixation (7) entourant le voile, caractérisé en ce que la gorge (4) de réception du ressort (5) est délimitée latéralement par deux bords crénelés (9) décalés angulairement l'un par rapport à l'autre. 2. Joint selon la revendication 1, pour lequel le ressort annulaire (5) présente la forme générale d'un tore, caractérisé en ce que les pattes ou créneaux (9) constituant l'un au moins des bords crénelés recouvrent le ressort (5) jusqu'au niveau du diamètre extérieur du tore. 3. Joint selon l'une quelconque des revendications 1 eut 2, caractérisé en ce que l'étendue angulaire de chaque patte ou créneau (9) correspond à une fraction seulement de l'intervalle angulaire séparant deux créneaux contigus. 4. Joint selon la revendication 3, caractérisé en ce que la fraction en question est comprise entre le tiers et la moitié.