Brevet FR2629538A1 — publié le 19891006

Joint universel étanche à l'eau La présente invention se rapporte à un joint universel et concerne plus particulièrement un joint universel adapté pour équiper des dispositifs d'amarrage. Des joints universels possédant d'excellentes propriétés d'étanchéité à l'eau sont déjà connus et incluent ceux décrits dans le brevet américain n 4 206 717 et la publication de modèle d'utilité japonais examiné no 20898/82. D'une façon générale, ces joints compren- nent deux blocs de support munis chacun de deux tourillons saillant radialement, une bague intermédiaire annulaire comportant des paliers disposés sur deux lignes diamètrales de la bague, se coupant à angle droit, pour recevoir et supporter les tourillons respectifs des blocs de support, un élément saillant annulaire présentant une surface exté- rieure sphérique et formé sur chacun des blocs de support entre la bague intermédiaire et une bride de raccordement située sur l'extrémité ex- térieure du bloc de support, deux chapeaux latéraux annulaires, dont chacun présente une extrémité intérieure fixée à la partie de bord la- térale de la bague intermédiaire ainsi qu'une surface intérieure sphéri- que maintenue en contact glissant avec la surface extérieure sphérique de l'élément saillant annulaire, un organe d'étanchéité annulaire placé sur l'extrémité extérieure de chacun des chapeaux latéraux, en contact intime avec la surface extérieure sphérique de l'élément saillant annu- laire, et des bouchons de retenue des paliers, qui ferment les perçages de réception des paliers ménagés dans la bague intermédiaire et sont fixés par des vis de blocage dans des dépouilles de la bague intermé- diaire formées autour des perçages, une rondelle étant interposée entre chaque bouchon et la face extérieure du tourillon correspondant. Chacun des chapeaux latéraux est subdivisé en deux segments présentant des parois de liaison qui se chevauchent mutuellement par leurs extrémités opposées et sont réunies l'une à l'autre par des boulons. Dans le joint universel décrit ci-dessus, chaque-chapeau la- téral est subdivisé en deux segments parce que, s'il se présentait sous la forme d'un élément annulaire monobloc, il ne pourrait pas être engagé autour de la bride de raccordement pour être fixé à la bague intermé- diaire après l'assemblage des deux blocs de support et de la bague in- termédiaire, l'extrémité extérieure de chaque chapeau latéral, ainsi que son extrémité intérieure, ayant en effet un diamètre de beaucoup in- férieur à celui de la bride de raccordement. Si l'on essayait de diminuer le diamètre des brides de raccordement pour supprimer tout obstacle au passage des chapeaux iatéraux annulaires, le joint ne pourrait plus disposer d'une partie de raccordement. Par conséquent, les chapeaux latéraux annulaires doivent nécessairement être subdivisés chacun en deux segments et, dans ces conditions, les zones de jonction des deux segments de chaque chapeau sont susceptibles de favoriser la pénétration de l'eau. Ce problème est imputable à la construction qui fait que la surface intérieure sphérique des chapeaux latéraux est dotée d'une possibilité de glissement au contact de la surface extérieure sphérique de l'élé- ment saillant annulaire du bloc de support. De plus, le poids du joint universel lui-même s'exerce sur les vis de blocage servant à la fixation des bouchons de retenue et est donc susceptible d'occasionner un endom- magement des boulons. En outre pour protéger les surfaces d'étanchéité de la corrosion, il-est indispensable de soumettre les blocs de support à un traitement de surface par accumulation ou pulvérisation thermique de SUS, mais cette technique est contraignante et se traduit par une élévation des coûts. Lorsque le joint universel se déforme en totalité sous l'effet d'une force de traction axiale s'exerçant sur lui, les chapeaux latéraux seront eux aussi soumis à cette force et pourront des lors se rompre. La présente invention se fixe pour but de remédier aux incon- vénientsprécités et, pour ce faire, elle propose un joint universel qui comprend deux blocs de support munis chacun de deux tourillons saillant radialement, et une bague intermédiaire annulaire portant des paliers disposés sur deux lignes diamètrales se coupant à angle droit, pour recevoir et supporter les tourillons respectifs des blocs de sup- port, ce joint universel étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un chapeau annulaire central ajusté étroitement autour de la bague intermédiaire en étant fermement retenu sur celle-ci et presen- tant une surface extérieure sphérique, un collier formé sur chaque bloc de support et positionné entre la bague intermédiaire et une bride de raccordement située sur l'extrémité extérieure de ce bloc de support, deux chapeaux annulaires latéraux présentant chacun une partie d'extrémité extérieure de section horizontale fixée au pourtour du col- lier correspondant en étant en contact intime avec celui-ci et une sur- face intérieure sphérique maintenue en contact glissant avec la surface extérieure sphérique du chapeau central, et un organe d'étanchéité annulaire placé sur la partie d'extrémité intérieure de chacun des chapeaux latéraux et en contact intime avec la surface extérieure du chapeau cen- tral, les extrémités intérieures des deux chapeaux latéraux étant à une certaine distance l'une de l'autre pour définir l'espacement nécessaire au mouvement glissant des chapeaux latéraux. Grâce à ces dispositions, même lorsque chaque bride de raccordement présente un diamètre tel qu'il permet au chapeau annulaire latéral correspondant de passer autour d'elle, elle peut être dotée d'une partie de raccordement suffisante, éliminant par conséquent la nécessité d'avoir à subdiviser le chapeau latéral en deux segments et remédiant ainsi complètement au problème de la pénétra- tion de l'eau normalement dû à cette subdivision. Par ailleurs, dans le joint universel de la présente invention, le chapeau central fixé à la bague intermédiaire remplace les bouchons de retenue, si bien que les forces de gravité agissant sur le joint n'ont plus à être supportées par des vis de blocage. Pour la protection des surfaces d'étanchéité, c'est le chapeau central qui sera traité à cette fin à la place des deux blocs de support. Ce traitement peut donc être exécuté très efficacement et à peu de frais. De plus, même lorsque le joint est déformé dans sa totalité sous l'effet des forces de traction axiales s'exerçant sur lui, les chapeaux latéraux demeurent protégés vis-à-vis de l'action de ces forces et, par conséquent, sont à l'abri de tout risque d'endommagement. L'invention va maintenant être décrite plus en détails, à l'aide d'exemples de réalisation non-limitatifs représentés sur les dessins annexés dans lesquels: - - la figure J1 est une vue de côté avec arrachement partiel, repré- sentant un premier mode de réalisation du joint universel selon l'in- vention; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée du mode de réalisation de la figure 1; - la figure 3 est une vue de côté analogue à la figure 1, repré- sentant un second mode de réalisation du joint universel selon l'inven- tion; et - les figures 4 et 5 sont respectivement une vue en plan et une vue de côté illustrant un dispositif d'amarrage équipé de joints uni- versels conformes à l'invention. Les figures 1 et 2 représentent un premier mode de réalisation de l'invention, qui est un joint universel du type comportant une bague intermédiaire. Plus précisément, ce joint comprend deux blocs de support 3, 4 munis chacun de deux tourillons 1, 2 qui font saillie radialement sur le bloc respectif, et une bague intermédiaire annulaire 6 portant des paliers à roulement 5 disposés sur deux lignes diamètrales de cette bague, se coupant à angle droit, pour recevoir et supporter chacun un tourillon respectif 1, 2. Un chapeau annulaire central 7, dont la surface extérieure 7a est sphérique, est ajusté étroitement autour de la bague intermédiaire 6 en étant fermement retenu sur celle-ci. Entre la bague intermédiaire 6 et des brides de raccordement 8, 9 situées sur les extrémités extérieures des blocs de support 3, 4, des colliers 10, 11 sont respectivement formés sur les blocs de support 3, 4. Deux chapeaux annulaires latéraux 14, 15 présentant des surfaces intérieures sphériques 14a, 15a maintenues en contact glissant avec la surfaces extérieure sphérique 7a du chapeau central 7, ont des parties d'extrémité extérieures 12, 13 qui sont pliées de façon à s'étendre horizontalement vues en coupe et sont fixées sur le pourtour des colliers 10, 11. Des organes d'étanchéité annulaires 16, 17 placés en contact intime avec la surface extérieure 7a du chapeau cen- tral 7, sont prévus sur les parties d'extrémité intérieures des chapeaux latéraux respectifs 14, 15. Les extrémités intérieures des chapeaux latéraux 14, 15 sont à une certaine distance l'une de l'autre pour dé- finir l'espacement 20 nécessaire au mouvement glissant des chapeaux latéraux. Les.brides de raccordement 8, 9 ont un diamètre tel qu'elles permettent aux chapeaux annulaires latéraux 14, 15 de passer autour d'elles. Un soufflet 21 est fixé aux parties d'extrémité intérieures 18, 19 des deux chapeaux latéraux 14, 15 pour s'étendre entre celles-ci et recouvrir l'espacement 20 afin de réaliser une étanchéité à l'eau autour de l'ensemble de paliers le plus important et le protéger contre la corrosion. Quatre perçages 22 constituant des sièges de palier, sont réalisés dans la bague intermédiaire 6. Une rondelle 31 est interposée entre d'une part, le chapeau central 7 et, d'autre part, la face d'extrémité de chacui des tourillons 1, 2 et la face d'extrémité de la bague intérieure de chaque palier à roulement 5. Le chapeau central 7 est assujetti à la bague intermédiaire 6 à l'aide de vis de blocage 23. Un joint torique est ajusté dans une gorge ménagée dans la surface extérieure de la bague intermédiaire 6, à proximité de chacune des faces opposées de celle-ci, pour réaliser une étanchéité entre le chapeau central 7 et la bague intermédiaire 6. Les parties d'extrémité extérieures 12, 13 des chapeaux latéraux 14, 15 sont fixées aux pourtours des colliers respec- tifs 10, 11, à l'aide de vis de blocage 25. Un joint torique 26 est ajus- té dans une gorge ménagée dans la surface intérieure de la partie d'ex- trémité extérieure de ohacun des chapeaux latéraux 14, 15 pour réaliser une étanchéité entre le collier respectif 10 ou 11 et le chapeau latéral respectif 14 ou 15. Les chapeaux latéraux 14, 15 sont pourvus, au niveau de leurs extrémités extérieures 12, 13, de courtes parties repliées 12a, 13a qui viennent en prise avec les angles extérieurs des colliers respectifs 10, 11. Des joints toriques, utilisés comme organes d'étanchéité 16, 17, sont ajustés dans des gorges formées par cintrage des parties d'extrémité intérieures 18, 19 des chapeaux latéraux 14, 15 de telle façon que l'ouverture de chacune des gorges regarde le chapeau-central 7. La figure 3 illustre un autre joint universel conforme à un second mode de réalisation de l'invention. Sur l'ensemble des figures 1 à 3, les éléments identiques sont désignés par les mêmes références numériques. Ce second mode de réalisation est doté d'un canal de lubrifica- tion 33 permettant d'acheminer un lubrifiant jusqu'aux paliers à roule- ment 5. Le lubrifiant est introduit à travers un raccord de graissage 34 formé dans la partie de base de chacune des brides 8, 9, puis cir- cule le long du canal 33, se rassemble ensuite dans un petit puisard 32a ménagé dans chacune des rondelles 32 et parvient enfin au palier 5 par des gorges radiales de. graissage 32b formées dans la surface de la rondelle 32, en contact avec la face d'extrémité du tourillon 1 ou 2. Un jeu 34a est ménagé entre la rondelle 32 et la face d'extrémité de la bague intérieure du palier.pour le passage du lubrifiant. Les figures 4 et 5 représentent des joints universels J selon l'invention, utilisés dans un dispositif d'amarrage. Ce dispositif d'amarrage comprend deux ensembles à joints uni- versels 29 montés entre un quai ou une jetée 27 et la structure 28 qu'il convient d'amarrer, ainsi qu'un ensemble à joints universels supplémen- taire 29 placé entre un duc-d'albe 30 et la structure 28, permettant ainsi d'amarrer convenablement cette structure 28. Chacun des ensembles à joints universels 29 comporte un amortisseur 29a installé sur le quai ou la jetée 27 et respectivement sur le duc-d'albe 30. REVENDICATIONS 1. Joint universel comprenant deux blocs de support (3,4 munis chacun de deux tourillons (1, 2) saillant radialement, et une bague intermédiaire annulaire (6) portant des paliers (5) disposés sur deux lignes diamètrales se coupant à angle droit, pour recevoir et supporter les tourillons (1, 2) respectifs des blocs de support (3, 4), ce joint universel étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un chapeau annulaire central (7) ajusté étroitement autour de la bague intermédiaire (6) en étant fermement retenu sur celle-ci et présentant une surface extérieure sphérique (7a), un collier (10, 11) formé sur chaque bloc de support (3, 4) et positionné entre la bague intermédiaire (6) et une bride de raccordement (8, 9) située sur l'extrémité extérieure de ce bloc de support, deux chapeaux annulaires latéraux (14, 15) présentant chacun une partie d'extrémité extérieure (12, 13) de section horizontale fixée au pourtour du collier correspondant en étant en contact intime avec celui-ci et une surface intérieure sphérique (14a, 15a) maintenue en contact glissant avec la surface extérieure sphérique (7a) du chapeau central (7), et un organe d'étanchéité annulaire (16, 17) placé sur la partie d'extrémité intérieure (18, 19) de chacun des chapeaux latéraux (14, 15) et en contact intime avec la surface extérieure (7a) du chapeau central (7), les extrémités intérieures des deux chapeaux latéraux (14, ) étant à une certaine distance l'une de l'autre pour définir l'espace- ment (20) nécessaire au mouvement glissant des chapeaux latéraux, chaque bride de raccordement (8, 9) étant en outre dimensionnée de telle façon à permettre au chapeau latéral (14, 15) correspondant de passer autour d'elle. 2. Joint universel selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit organe d'étanchéité est un joint torique (16, 17) ajusté dans une gorge formée par cintrage de la partie d'extrémité intérieure (18, 19) de chaque chapeau latéral (14, 15),gorge dont l'ouverture re- garde le chapeau central (7). - 3. Joint universel selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un soufflet (21) s'étend entre les parties d'extrémité inté- rieures (18, 19), auxquelles il est fixé, des deux chapeaux latéraux (14, 15), pour recouvrir ledit espacement (20). 4. Joint universel selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que les paliers (5) sont insérés individuellement dans quatre per- çages de réception (22) ménagés dans la bague intermédiaire (6), et une rondelle (32) est interposée entre, d'une part, le chapeau central (7) et, d'autre part, la face d'extrémité de chacun des tourillons (1, 2) et la face d'extrémité de la bague intérieure de chacun des paliers (5). 5. Joint universel selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface extérieure de la bague intermé- diaire (6) est pourvue, au voisinage de chacune de ses faces opposées, d'une gorge dans laquelle est ajusté un joint torique (24) réalisant une étanchéité entre le chapeau central (7) et la bague intermédiaire (6). 6. Joint universel selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chacun des chapeaux latéraux (14, 15) est pourvu, dans la surface intérieure de sa partie d'extrémité extérieure (12 ou 13), d'une gorge dans laquelle est ajusté un joint torique (26) réalisant une étanchéité entre le collier (10, 11) et la chapeau latéral (14, 15). 7. Joint universel selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chacun des chapeaux latéraux (14, 15) est pourvu, à son extrémité extérieure (12, 13), d'une courte partie repliée (12a, 13a) qui est en prise avec l'angle extérieur du collier corres- pondant (10, 11). 8. Joint universel selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un canal de lubrifica- tion (33) destiné à acheminer un lubrifiant jusqu'aux paliers (5).