Brevet FR2625282A1 — publié le 19890630

La présente invention concerne une bague d'étan- chéité, en particulier du type que l'on peut accoupler à un roulement à éléments roulants pour le rendre étanche,comprenant-un dispositif de fixation de type perfectionné pour l'accoupler à un siège dans le roulement. On sait que les ensembles d'étanchéité utilisés en vue d'être insérés entre les chemins de roulement extérieur et intérieur d'un roulement à éléments roulants dans le but de rendre étanche l'intérieur de celui-ci sont ordinairement compo- sés d'une paire de bagues d'étanchéité accouplées mutuelle- ment coaxialement entre les deux chemins de roulement, l'une fixe pour rotation avec le chemin de roulement extérieur et l'autre fixe pour rotation avec le chemin de roulement inté- rieur; la bague d'étanchéité qui est fixée au chemin de roulement extérieur est pourvue d'une ou de plusieurs lèvres d'étanchéité agencées pour coopérer à la fois radialement et axialement avec l'autre bague d'étanchéité, ou directement avec le chemin de roulement intérieur si l'ensemble d'étan- chéité ne comprend qu'une seule bague. La bague d'étanchéité à fixer sur le chemin de roulement extérieur doit être adaptée pour s'engager par friction dans un siège ménagé sur le chemin de roulement lui-même; dans ce but, les bagues d'étanchéité connues sont pourvues d'un dispositif de fixation qui comprend, soit simplement une partie en forme de manchon d'un élément de renfort métallique à l'intérieur de la bague d'étanchéité dont le reste est constitué de matériau élastomère, soit, comme cette partie en forme de manchon de l'élément de renfort, également un manchon en élastomère compressible élastiquement dans le sens radial, ordinairement formé d'une seule pièce avec la ou les lèvres d'étanchéité, agencé pour s'engager à ajustement serré dans le siège pour rester interposé entre celui-ci et la partie en forme de manchon de l'élément de renfort. Dans le premier cas, la fixation est réalisee sous forme d'un accouplement à ajustement serré direct entre le siège et la partie en forme de manchon de l'élément de renfort de la bague d'étanchéité; il est évident que pour réaliser cet accouplement, il est né- cessaire de réaliser le siège de la bague d'étanchéité avec une très haute précision et de travailler dans des tolérances étroites, ce qui crée des difficultés non négligeables dans la construction; de plus, un tel accouplement est extrêmement sensible aux variations dimensionnelles dues aux différences de dilatation thermique susceptibles de se produire en ser- vice dans des pièces accouplées (élément de renfort et siège ménagé dans le chemin de roulement extérieur), de manière à causer dans les cas les plus sérieux, un désaccouplement et la séparation ccnsécutive de la bague d'étanchéité du roulement. Danb le second cas, des conséquences aussi sé- rieuses ne peuvent survenir, de même qu'il n'est pas né- cessaire d'usiner le siège de logement de la bague d'étan- chéité avec une précision excessive, étant donné que l'in- terposition, entre le siège et l'élément de renfort, d'une couche de caoutchouc compressible assure une compensation de tout manque de précision dans la construction du siège et, également, l'absorption des dilatations thermiques éven- tuelles; toutefois, malheureusement, ce type de fixation a l'inconvénient de ne pas assurer le positionnement axial correct de la'bague d'étanchéité dans le siège; en fait, le manchon en élastomère, lors de sa déformation dans le sens radial, se déforme aussi axialement et /ou présente une certaine difficulté lors de son introduction dans le siège; en conséquence, particulièrement dans le cas des bagues d'étanchéité pourvues de lèvres d'étanchéité axiales, ce type de fixation peut causer une réduction ou même une perte totale de l'action d'étanchéité contre les agents contami- nants extérieurs (eau, poussière) et contre la graisse de lubrification dans le roulement. L'invention a pour objet de réaliser une bague d'étanchéité pouvant être raccordée à un roulement, qui sera pourvue d'un dispositif pour la fixer à un siège, qui sera exempte des inconvénients décrits et, en particulier, qui sera susceptible, simultanément, d'assurer une compensation de la dilatation thermique et /ou du manque de précision dans la construction du siège, et un positionnement axial correct de la bague d'étanchéité. Ledit objet est réalisé par l'invention qui a trait à une bague d'étanchéité, en particulier pour un roulement à éléments roulants, du type comprenant au moins un élément de renfort sensiblement rigide et un dispositif de fixation pour fixer ledit élément de renfort dans un siège, ledit disposi- tif de fixation comprenant une partie annulaire périphérique dudit élément de renfort, ladite partie annulaire étant con- formée comme un manchon cylindrique, et un manchon élas- tiquement compressible radialement, réalisé à partir d'un matériau élastomère et fixé à ladite partie en forme de manchon sur une surface d'accouplement latérale de ce der- nier, de manière à être agencé pour rester interposé entre ladite partie en forme de manchon de l'élément de renfort et ledit siège, caractérisé en ce que ledit manchon de matériau élastomère est pourvu, sur sa surface latérale tournée vers ladite surface d'accouplement de la partie en forme de man- chon de l'élément de renfort d'une pluralité de rainures axiales qui s'étendent d'une partie d'extrémité annulaire continue dudit manchon en élastomère jusqu'à un bord d'extrémité dudit manchon interrompu par lesdites rainures. Pour une meilleure compréhension de l'invention, une description non limitative d'une forme de réalisation va maintenant être faite en se référant aux dessins joints, dans lesquels: Fig.1 est une coupe longitudinale d'une bague d'étanchéité formée selon l'invention; Fig.2 représente une variante possible de la bague d'étanchéité de Fig.l; Fig.3 est une coupe prise suivant la ligne III-III, représentant un détail de la bague d'étanchéité de Fig.1; Fig.4 représente la bague d'étanchéité de Fig.2, montée sur un roulement de type connu; et Fig.5 représente la bague d'étanchéité de Fig.l, adaptée à un roulement de type connu. En seréférant aux Fig. l, 3 et 5, il est représenté une bague d'étanchéité désignée d'une-manière générale par 1, pouvant être assemblée à une autre bague d'étanchéité 2 de type connu pour former un ensemble d'étanchéité adapté pour être interposé entre les chemins de roulement 4 et 5 d'un roulement à éléments roulants 6, de type connu, pour la protection d'une cavité annulaire intérieure 7 du roulement 6, dans lequel une pluralité de corps roulants 8 tournent. La bague d'étanchéité 2 est entièrement réalisée en tôle métal- lique et est fixée au chemin de roulement intérieur 4 du roulement 6; la bague d'étanchéité 1, d'autre part, est pourvue d'une lèvre d'étanchéité annulaire associée 9, en élastomère, de type connu, adaptée pour coopérer, dans l'exemple non limitatif représenté, à la fois àxialement et radialement avec la bague d'étanchéité 2 et pouvant être fixée au chemin de roulement extérieur 5 du roulement 6 dans - un siège annulaire connu 10 ménagé à l'intérieur de ce der- nier et dans lequel la bague d'étanchéité 2 est également insérée coaxialement avec la bague d'étanchéité 1 pour cobpérer avec la lèvre 9. La bague d'étanchéité 1 comprend un élément de renfort intérieur sensiblement rigide 12, réalisé par exemple en t6ôle métallique pliée, et un chemisage en élastomère 13 formé d'une seule piece avec la lèvre 9 et qui est fixé de façon permanente à l'élément de renfort 12, par exemple par adhérence lors de la phase de vulcanisation; en particulier, l'élément de renfort 12 est en forme de coupelle et comprend une partie annulaire périphérique extérieure ra- diale 14 en forme de manchon cylindrique et définissant la paroi latérale de l'élément de renfort 12, et une partie in- térieure radiale 15 définissant une paroi de fond de l'élé- ment de renfort 12 et conformée sensiblement orthogonalement et coaxialement à la partie 14, ladite partie 15 comprenant une bordure périphérique intérieure 16 d'o la lèvre 9 fait saillie radialement. La fixation de la bague d'étanchéité 1 dans le siège 10 contre le déplacement axial et angulaire par rapport au chemin de roulement 5 est assuré par une fixation désignée d'une manière générale par 18, comprenant la partie en forme de manchon 14 de l'élément de renfort 12 et un manchon cylindrique élastiquement compressible radialement 19, réalisé en gatériau élastomère et faisant, de préférence, partie intégrante du chemisage 13, c'est-à-dire formé d'une seule pièce avec celui-ci et avec la lèvre 9. En particulier, le manchon 19 est agencé, en service, pour rester interposé entre le siège 10 et la partie en forme de manchon 14 de l'élément de renfort 12, pour coopérer radialement et à ajuste- ment serré avec le siège 10. Dans ce but, sa surface cylindrique latérale intérieure 21 est fixée solidement et coaxialement à une surface d'accouplement 20 de la partie 14, définie par une surface latérale extérieure cylindrique de la partie 14. Selon l'invention, une surface latérale extérieure cylindrique 22 du manchon 19, en face de la surface d'accouplement 21, est agencée pour coopérer directement avec le siège 10 et est pourvue, d'une pluralité de rainures axiales 24 qui s'étendent d'une-partie d'extremité annulaire continue 25 du manchon 19 jusqu'à un bord d'extrémité discontinu 26 d celui-ci, dont la continuité est interrompue par les rainures 24. Celles-ci sont délimitées latéralement par des nervures longitudinales correspondantes 30 ménagées à fleur de la surface latérale 22 qui est définie par les crêtes de celles- ci et par ladite partie d'extrémité 25 du manchon 19 qui est continue étant donné qu'elle est exempte de rainures 24 et conformée de manière à être adaptée pour coopérer à ajuste- ment serré de façon à former un joint étanche aux fluides avec le siège 10. Dans la forme de réalisation représentée, les nervures 30 sont individuellement délimitées par la partie de surface cylindrique correspondante 31 ayant un diamètre considérablement inférieur à.celui de la surface 22, alors que les rainures axiales 24 ont, conformément à l'in- vention, des dimensions telles qu'elles permettent la dila- tation élastique de 'la partie d'extrémité d'étanchéité annulaire continue 25 du manchon en élastomère 19 à l'inté- rieur de celles-ci en conséquence de l'introduction de la bague d'étanchéité 1 dans le siège 10. Par exemple, dans ce but, les rainures axiales 24 peuvent avoir une largeur pé- riphérique relativement grande, par exemple de 30 , et une profondeur sensiblement égale à la moitié de l'épaisseur environ dans le sens radial, du manchon en élastomère 19. Dans la forme de réalisation décrite, le manchon 19 est formé de telle-'sorte que son bord d'extrémité 26, in- terrompu par les rainures 24, est disposé sur le côté opposé de la partie intérieure radiale 15 de l'élément de renfort 12 et de telle sorte que sa partie continue 25, exempte de rai- nures 24, soit disposée en face d'une surface frontale 40 de celles-ci, adaptée pour venir en butée contre un épaulement axial 41 du siège 10; dans l'exemple spécifique, cette surface frontale 40 du manchon 19 recouvre un bord frontal correspondant 42 de la partie en forme de manchon 14 de l'élément de renfort 12 et est disposée à fleur du bord 26. D'autre part. en se référant aux Fig.2 et 4 dont les détails analogues ou identiques à ceux déjà décrits sont désignés, pour plus de simplicité, par les mêmes chiffres de référence et ne sont pas décrits à nouveau, une variante la du joint d'étanchéité conforme à l'invention a le bord 26 toujours disposé sur le coté opposé à la partie renfort 15, mais est conformée en vue symétrique inversée par rapport à celle de l'élément de renfort 12 de la bague d'étanchéité 1, de sorte que la partie d'étanchéité annulaire continue 25 est disposée sur la partie frontale 40 de la face du manchon 19; celui-ci est toujours adapté pour venir en butée contre l'épaulement axial 41 du siège 10, mais au lieu de recouvrir un bord de l'élément de renfort 12 comme dans le cas précédent, il recouvre la zone de jonction entre les parties 14 et 15; toujours selon la variante la, afin d'améliorer l'effet d'étanchéité et de fixation, la partie 25 est pourvue d'une saillie annulaire continue 50 s'élevant de la surface 22 et agencée pour être largement déformée par le reste de la partie 25 lors de l'introduction dans le siège 10 et/ou pour s'engager par déclic dans une rainure éventuelle 51 du siege lui-même. En service, dans les deux cas, la bague d'étanchéité 1 ou la est introduite axialement dans le siège 10; cette introduction crée untajustement serré réciproque entre le manchon 19 et le siège 10, et la déformation consecut-ve du manchon 19 qui est comprimé radialement; toutefois, con- trairement aux bagues d'étanchéité connues, le matériau du manchon 19 et, en particulier de sa partie 25 qui est comprimée radialement, peut se dilater librement dans un sens axial, sans compromettre le positionnement axial de la bague d'étanchéité; en fait, ce matériau comprimé peut se dilater à l'intérieur des rainures 24 et les remplir partiellement; de même, le matériau radialement comprimé des nervures 30 peut se dilater périphériquement dans les rainures 24 qui-sont situées des deux côtés de chaque nervure 30; en conséquence, ce matériau peut se dilater lui aussi dans les rainures 24 sans faire obstacle à la déformation de la partie continue 25 qui, d'autre part, étant exempte de rainures 24, exerce de même, dans le siège 10, une action d'étanchéité hydraulique. Dans le cas de la bague d'étanchéité la, et si une rainure 51 est présente dans le siège 10, à l'action de blocage qui est obtenue par friction, en conséquence de l'ajustement serré entre le manchon 19 et le siège 10, vient s'ajouter également une action de blocage axial assurée par l'engagement de la saillie 50 dans la rainure 51. Les avantages inhérents à l'invention apparaissent de ce qui a été décrit. La bague d'étanchéité formée selon l'invention est en fait de construction simple et économique et est facile à assembler étant donné que la surface de contact entre le siège et le manchon en élastomère est ré- duite à la seule zone de la partie continue 25 et aux crêtes des nervures 30, ce qui fait qu'elle. est réduite de façon significative par rapport à un manchon classique exempt de rainures; de plus, la présence de rainures 24, tout en permettant d'une part au matériau comprimé de se dilater et d'assurer ainsi un positionnement axial correct de la bague d'étanchéité, permet de compenser, non seulement les impré- cisions éventuelles de finition du siège 10 (par exemple un siège 10 tourné seulement et non rectifié) mais aussi le faux-rond possible du siège lui-même. Enfin, la fixation décrite supporte également les déformations alternées et est apte à assurer, dans tous les cas, un joint étanche aux fluides entre la bague d'étanchéité et le siège. REVENDICATIONS 1. Bague d'étanchéite (1), en particulier pour un roulement à éléments roulants du type comprenant au moins un élément de renfort (12) sensiblement rigide et un dispositif de fixation (18) pour fixer ledit élément de renfort (12) dans un siège, ledit dispositif de fixation (18) comprenant une partie annulaire périphérique dudit élément de renfort (12) , ladite partie annulaire étant agencée en forme de manchon cylindrique, et un manchon élastiquement compressible radialement (19) fait d'un matériau élastomère et fixe soli- dement à ladite partie de manchon (14), sur une surface d'assemblage latérale de cette dernière, de manière à rester interposé entre ladite partie de manchon (14) de l'élément de renfort (12) et ledit siège (10), caractérisée en ce que ledit manchon en élastomère est pourvu, sur une surface latérale opposée a ladite surface l'assemblant à la partie de manchon de l'élément de renfort, d'une pluralité de rainures axiales (24) qui s'étendent d'une partie d'extrémité annu- laire continue (25) dudit manchon en élastomère (19) à un bord terminal dudit manchon interrompu par lesdites rainures; ledit manchon en élastomère étant adapté pour avoir un ajustage par interférence radiale avec ledit siège. 2. Bague d'étanchéité selon la revendication 1, ca- ractérisee en ce que ladite partie d'extrémité annulaire continue (25) du manchon en élastomère (19) est pourvue d'une saillie annulaire continue (50) remontant de ladite surface latérale du manchon en élastomère pourvue desdites rainures. 3. Bague d'étanchéité selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que ladite surface latérale (21) du man- chon en élastomère (19) est sensiblement cylindrique, les- dites rainures axiales (24) étant délimitées latéralement par des nervures longitudinales respectives (31U) formées a fleur de ladite surface latérale du manchon en elastomère et cha- cune d'elles étant délimitée par une partie de surface cy- lindrique correspondante ayant un diamètre intérieur à celui de ladite surface latérale du manchon en élastomère. 4. Bague d'étanchéité selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisée en ce que ledit élément de renfort (12) est réalisé en tôle métallique pliée en forme de cuvette comprenant, ainsi que ladite partie de manchon cylindrique périphérique (14) qui définit une paroi latérale extérieure dudit élément de renfort (12), également une partie annulaire intérieure radiale définissant une paroi de fond dudit élément' de renfort, lesdites surfaces d'accou- plement étant définies par une surface latérale cylindrique extérieure de ladite partie de manchon de l'élément de renfort, ce dernier étant fixé à une surface laterale inté- rieure correspondante du manchon en élastomère, dont une surface cylindrique extérieure latérale est pourvue desdites rainures axiales (24). 5. Bague d'étanchéité selon la revendication 4, ca- ractérisée en ce que ledit bord d'extrémité dudit manchon en élastomère (19) interrompu par lesdites rainures axiales (24) est disposé sur le côté opposé à ladite partie annulaire in- térieure radiale de l'élément de renfort (12). 6. Bague d'étanchéité selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisée en ce que ledit manchon en élastomère (19) est forme d'une seule pièce, avec au moins une lèvre d'étanchéité annulaire (9) s'étendant radialement et faisant saillie d'un bord périphérique dudft élément de renfort (12), ladite lèvre (9) étant adaptée pour coopérer avec une bague d'étancheité rigide éventuelle pou- valjt être raccordée à ladite bague d'étanchéité dans ledit *siège (10). I1 7. Bague d'étanchéité selon l'une quelconque des précédentes revendications, caracterisée en ce que ladite partie d'extremité annulaire continue dudit manchon en elastorrmere (19) est disposée sur le côté d'une face frontale de celui-ci, adaptée pour venir en butée contre un épaulement axial (41) dudit siège (10). 8. Bague d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que ladite partie d'extrémité annulaire continue dudit manchon en élastomère est disposée sur le côté opposé à une face frontale de celui- ci, adaptée pour venir en butée contre un épaulement axial (41) dudit siège (10) et recouvrant un bord frontal corres- pondant de ladite partie de manchon dudit élément de renfort (12). 9. Elément d'étanchéité selon l'une quelconque des précédentes revendications, caractérisé en ce que lesdites rainures axiales (24) ont des dimensions telles qu'elles permettent la dilatation élastique de ladite partie d'ex- trémité annulaire continue dudit manchon en élastomère (19) dans cellesci en conséquence de l'introduction de ladite bague d'étanchéité dans ledit siège, ladite partie annulaire continue du manchon en élastomère étant adaptée pour former un a-ustmenrt sErrF po.r rÉalIser un -oi.t Étancha aux fluides avec ledit siège. 10. Bague d'étanchéité selon la revendication 9, ca- ractérisée en ce que lesdites rainures axiales (24) ont une largeur relativement grande et une profondeur sensiblement égale à la moitié de l'épaisseur radiale environ dudit manchon en élastomère (19).