Brevet FR2648532A3 — publié le 19901221

FR 2648532 A3 19901221 FR 9007394 A 19900614 DISPOSITIF POUR RENDRE ETANCHE LA PERIPHERIE D'UN ARBRE D'ENTRAINEMENT ROTATIF L'invention concerne un dispositif pour rendre étanche la périphérie d'un arbre d'entrainement rotatif, ce dispositif comprenant un élément d'étanchéité qui est maintenu en contact d'étanchéité avec l'arbre ou une pièce fixée à l'arbre au moyen d'un système sollicité par un ressort. Un dispositif d'étanchéité similaire est connu d'une façon générale. Le problème que posent ces dispositifs d'étanchéité similaires est que, d'une part, dans la plupart des cas, la pression doit être suffisamment élevée pour obtenir un effet d'étanchéité approprié tandis que, d'autre part, cette pression se traduit par un frottement relativement fort, ce qui signifie que le joint d'étanchéité s'use assez rapidement et présente une courte durée de vie utile. C'est pourquoi, il est préférable d'opter pour un niveau relativement faible de pression de manière que l'on puisse trouver un compromis entre ces deux exigences opposées. Ainsi, jusqu'à présent, ce problème n'a pas été résolu d'une façon satisfaisante. La présente invention a pour- objectif de créer un dispositif d'étanchéité du type mentionné ci-dessus, grâce auquel les problèmes décritNsont été résolus. On atteint cet objectif, dans le dispositif selon la présente invention, grâce au fait que le système de ressort mentionné précédemment comprend au moins un élé- ment élastique dont au moins certaines parties sont formées par un métal à mémoire de forme, c'est-à-dire un métal qui "se souvient" de la forme qu'il avait a- une certaine température et qui reprend cette forme quand il atteint cette température. Dans un dispositif d'étanchéité réalisé de cette manière, la pression est ajustée automatiquement aux conditions de fonctionnement en raison de la déformation de l'élément élastique précité et, de ce fait, la pression exercée est ajustée par la chaleur engendrée par le dispositif d'étanchéité de manière telle que dans des circonstances et pour des actions différentes, l'effet d'étanchéité est toujours optimal. Selon le réglage de l'élément élastique, la pression peut augmenter ou diminuer avec une augmentation de température, c'est-à-dire avec une augmentation de 13 vitesse de rotation de l'arbre. Ceci veut dire que, dar.s le premier cas, la pression sera relativement grande pour de faibles vitesses de rotation de l'arbre tandis que la pression décroitra lorsque la vitesse de rotation diminuera. Un réglage similaire convient, par exemple, pour un dispositif d'étanchéité protégé par des deflecteurs qui n'interviennent qu'à des vitesses de rotation relativement élevées lorsqu'ils compensent la diminution de l'action d'étanchéité de l'élément d'étanchéité. Dans le second cas, la force d'étanchéité est relativement faible pour des faibles vitesses de rotation de l'arbre tandis qu'elle croit a- mesure que la vitesse de rotation augmente. Un système similaire convient, par exemple, pour l'arbre d'entrainement d'une pompe a- eau où, lorsque la pompe est mise en marche, la lubrifica tion du contact d'étanchéité n'est pas encore à même de jouer pleinement son rôle, ce qui fait qu'un niveau de pression relativement faible est favorable pour réduire l'usure et les déchirures tandis que des vitesses de rotation plus élevées augmentent les exigences auxquelles est soumis le joint d'étanchéité et, de ce fait, demandent une pression plus grande. I1 convient de remarquer que les propriétés des métaux à mémoire de forme sont décrites dans l'article "Some applications of shape-memory alloys" dans "Journal of Metals", juin 1980, pages 129-137. On va décrire de façon plus détaillée la présente invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels les Figures 1 et 2 représentent deux modes de réalisation différents du dispositif d'étanchéité selon la présente invention ; et la Figure 3 est un graphique montrant la relation entre la pression et la température-vitesse. Comme on peut le vcir sur la Figure 1. le dispositif d'étanchéité comprend une lèvre d'étanchéité annulaire 2 (incorporée dans un boitier qui n'est pas représenté) formée d'une matière flexible qui est maintenue en contact d'étanchéité avec l'arbre 3 au moyen du ressort hélicoidal annulaire 4 monté aulour de la lèpre d'e- tanchéite ' Le ressort 4 est formé, en partie ou en totalité, d'un métal à mémoire de forme de sorte que lorsque la température augmente, le ressort hélicoïdal 4 et se dilate en provoquant une diminution de la pression contre l'arbre 3, comme représenté sur la Figure 3 par la courbe A. Comme on peut le voir sur la Figure 2, le dispositif d'étanchéité comprend un élément annulaire 6 fixé à un boitier 5 et se déplaçant autour de l'arbre 7, la surface de contact 6' de cet élément annulaire formant un support pour le ressort hélicoïdal 8. L'autre extrémité du ressort 8 repose contre un élémert annulaire 9 axialement mobile dont la surface de contact 9' est poussée par le ressort S contre une surface de contact d'un élément annulaire 10 fixé à l'arbre Le ressort 8 peut être formé et partie ou en totalité d'un métal à mémoire de forme de sorte que la pression exercée par ce ressort pour pousser les surfaces de contact des éléments 9 et 10 l'un contre l'autre augmente lorsque la temperature croit, comme indiqué par la courbe B sur la Figure 3. Le ressort S peut aussi être un ressort hélicoïdal ordinaire et, dans ce cas, un second ressort 11 est normé en partie ou en totalité d'un métal à mémoire de forme. Dans ce cas, la pression suit le trajet de la courbe .R sur la Figure Revendications 1. Dispositif pour rendre étanche la périphérie d'un arbre d'entrainement rotatif, ce dispositif comprenant un élément d'étanchéité qui est maintenu en contact d'étanchéité avec l'arbre ou une pièce fixée à l'arbre au moyen d'un système sollicité par un ressort, caractérisé par le fait que le système de ressort comprend au moins un élément élastique (4, 8, 11) dont au moins certaines parties sont formées d'un métal â mémoire de forme, c'est-à-dire un métal qui se rappelle de la forme qu'il avait à une certaine température et qui reprend cette forme quand il atteint cette température. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le système de ressort est réalisé de manière telle que lorsque la température augmente, la pression qu'il exerce diminue. 3. Dispositif selon la revendication 1. caractérisé par le fait que le systéme de ressort est réalise de manière telle que lorsque la température croit, la pression qu'il exerce augmente. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel ledit élément d'étanchéité consiste en une levure d'étanchéité annulaire dont l'extrémité libre est en contact d'étanchéité avec l'arbre ou une pièce fixée à l'arbre, caractérisé par le fait que le système de ressort comprend un ressort hélicoïdal plat (4) qui a la forme d'un anneau dont au moins certaines parties sont formées d'un métal à mémoire de forme et qui a été installé autour du côté extérieur de la lévre d'étan chéité (2). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 3, dans lequel le dispositif comprend un premier élément annulaire monte de manière à se déplacer axialement autour de l'arbre et dont une surface de contact, s'étendant radialement d'une façon générale, est pressée au moyen d'au moins un ressort contre une surface de contact d'un second élément annulaire fixé à l'arbre, caractérisé par le fait que le ressort (8) est formé au moins en partie d'un métal à mémoire de forme. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'au moins un second ressort (Il), dont au moins certaines parties sont formées d'un métal à mémoire de forme, est monté entre une surface radiale du premier élément annulaire (9) orientée en sens opposé de la surface de contact mentionnée ci-dessus du premier élément annulaire, et une surface radiale du second elément annulaire (10) fixée à l'arbre (7).