Brevet FR2656058A3 — publié le 19910621

FR 2656058 A3 19910621 FR 8916647 A 19891215 DISPOSITION DYETANCHEITE POUR ARBRE TOURNANT. La présente invention concerne une disposition d'étanchéité pour arbre, pour fermer un espace entre un arbre rotatif et une surface s'étendant substantiellement perpendiculairement à l'arbre, par exemple pour fermer un espace entre un arbre et une surface d'un bottier de palier s'étendant perpendiculairement à l'axe de l'arbre. De nombreux types différents de disposition d'étanchéité pour arbres sont déjà connus Par exemple, il existe des joints à labyrinthe ainsi que des joints de friction à matériau élastique. Il existe un problème spécial pour procurer une disposition d'étanchéité pour arbre qui soit de construction simple, peu coûteuse et fiable, et qui, malgré cela, procure une bonne caractéristique d'étanchéité à des vitesses de rotation élevées ainsi qu'à des vitesses de rotation faibles de l'arbre Ces exigences ne sont pas remplies par un joint à labyrinthe, car des joints de ce type ont une caractéristique d'étanchéité extrêmement restreinte à des vitesses de rotation faibles Un anneau de scellement à friction en matériau élastique déjà connu est formé par un anneau de caoutchouc qui est tendu élastiquement sur l'arbre et qui comporte une lèvre rencontrant axialement ladite surface s'étendant perpendiculairement à l'arbre. L'anneau de caoutchouc tourne avec le mouvement de rotation de l'arbre tandis que la lèvre en frottement glisse contre la surface s'étendant perpendiculairement à l'arbre lorsque l'arbre tourne Un anneau d'étanchéité de ce type présente un certain nombre d'avantages La conception de l'anneau est simple et peu coûteuse et l'anneau est facile à monter En plus de cela, un anneau d'étanchéité de ce type présente une bonne caractéristique d'étanchéité lorsque l'arbre est stationnaire ainsi que lorsque l'arbre tourne à des vitesses de rotation élevées et faibles Par conséquent, il est possible d'adapter la pression de la lèvre contre la surface de contact lorsque l'anneau est monté de telle sorte que la lèvre vienne en contact avec la surface de contact uniquement lorsque l'arbre est stationnaire ou à des vitesses de rotation faibles de l'arbre tandis que la lèvre se soulève de la surface de rencontre aux vitesses de rotation élevées de façon à former un joint à fente sans friction. Par conséquent, il est très important qu'un anneau d'étanchéité de ce type soit maintenu dans la pression correcte sur l'arbre de façon à procurer un fonctionnement correct de l'anneau d'étanchéité Pour procurer le maintien d'un anneau d'étanchéité du type composé d'une partie de corps pouvant être tendue sur l'arbre et d'une lèvre d'étanchéité annulaire faisant partie intégrante de celui-ci et adaptée pour rencontrer la surface de contact s'étendant radialement, on savait avant comment munir la partie de corps d'un anneau de renforcement en métal, pourvu que la partie de corps maintienne sa pression contre l'arbre Par conséquent, l'anneau d'étanchéité ne peut pas perdre son engrènement avec l'arbre à cause de l'influence de la force centrifuge, ce qui est vrai également aux vitesses de rotation élevées de l'arbre Toutefois, un défaut de ce type d'anneau d'étanchéité est que l'anneau de renforcement doit appuyer la partie de corps contre l'arbre avec une force relativement élevée pour maintenir la position correcte de l'anneau d'étanchéité. L'inconvénient qui se produit en relation avec cela est provoqué par le fait que la pression de la partie de corps contre l'arbre a une influence sur le fonctionnement de la lèvre d'étanchéité à cause d'une déformation de celle-ci, qui, elle-même, a une influence sur la venue de la lèvre d'étanchéité en contact avec la surface s'étendant perpendiculairement à l'arbre. L'objet de l'invention est de procurer une disposition d'étanchéité d'arbre dudit type, dans laquelle un anneau d'étanchéité comportant une partie de corps et une lèvre d'étanchéité sont maintenus dans une position correcte sur un arbre sans forcer vraiment la partie de corps de l'anneau d'étanchéité contre l'arbre de façon à être maintenus dans la position correcte contre l'arbre uniquement au moyen du frottement Pour se conformer à cet oxb St, la disposition d'étanchéité de l'arbre selon l'invention est caractérisée en ce que la partie de corps de l'anneau d'étanchéité est formée avec des cavités et en ce que la disposition d'étanchéité comporte un dispositif de maintien qui peut être fixé en relation avec l'arbre et qui est muni de saillies s'étendant dans lesdites cavités de la partie de corps. Dans une réalisation préférée de la disposition d'étanchéité d'arbre selon l'invention, les saillies s'étendent dans les cavités par un joint lache Il convient que le dispositif de maintien comporte une partie enfermant de façon périphérique la partie de corps de l'anneau d'étanchéité, les saillies étant positionnées dans la surface intérieure de ladite partie du dispositif de maintien On préfère également que le dispositif de maintien comporte une surface de fixation rencontrant une surface radiale de la partie de corps de l'anneau d'étanchéité. Dans une disposition d'étanchéité d'arbre selon l'invention, on obtient le maintien de l'anneau d'étanchéité assurant le fonctionnement correct de celui-ci sans aucune influence sur le matériau élastique de l'anneau d'étanchéité, ce qui pourrait provoquer des problèmes du point de vue du fonctionnement. L'invention est décrite dans ce qui suit en se référant aux dessins joints. La figure 1 est une partie axiale d'une disposition d'étanchéité pour arbre selon l'invention. La figure 2 est une vue en coupe le long de la ligne I-I en figure 1. La figure 3 est une vue de dessus d'un anneau d'étanchéité compris dans la disposition d'étanchéité des figures 1 et 2. La figure 1 montre un arbre tournant 2 s'étendant à travers une ouverture 4 d'une paroi 6 s'étendant perpendiculairement à l'axe de l'arbre 2 La paroi 6 peut être la paroi d'un bottier de palier Pour fermer l'espace entre l'arbre 2 et la surface définissant l'ouverture 4 de la paroi 6, on utilise une disposition d'étanchéité 8 selon l'invention Les principaux composants de la disposition d'étanchéité se composent d'un anneau d'étanchéité 10 et d'un dispositif de maintien 12 pour l'anneau d'étanchéité. L'anneau d'étanchéité 10 se compose d'une partie de corps 14 et d'une lèvre d'étanchéité 16 faisant partie intégrante de celui-ci. Entre la partie de corps 14 et la lèvre d'étanchéité 16 est formée une rainure annulaire 18 ouverte vers l'extérieur, ayant une section transversale en forme de V Par conséquent, la lèvre 16 a une masse substantiellement inférieure à la partie de corps 14 de l'anneau d'étanchéité L'anneau d'étanchéité, à savoir la partie de corps 14 ainsi que la lèvre d'étanchéité 16, se compose d'un matériau hautement élastique, de préférence du caoutchouc. Avant que l'anneau d'étanchéité 10 soit positionné sur l'arbre 2, il a un diamètre qui est légèrement inférieur au diamètre extérieur de l'arbre Par conséquent, l'anneau d'étanchéité 10 est positionné sur l'arbre 2 avec une légère force de tension aidant au maintien de l'anneau d'étanchéité 10 sur l'arbre 2 La lèvre d'étanchéité 16 vient en contact avec la paroi 6 avec une pression de contact prédéterminée Par conséquent, il peut être approprié d'adapter la pression de contact de telle sorte que la lèvre 16 vienne en contact avec la paroi lorsque l'arbre 2 est stationnaire ou lorsqu'il tourne à des vitesses de rotation faibles mais de telle sorte que le contact soit interrompu à des vitesses de rotation plus élevées de l'arbre à cause de l'influence de la force centrifuge Par conséquent, l'anneau d'étanchéité 16 constituera un joint à fente à des vitesses de rotation plus élevées, ce qui, évidemment réduit l'usure de la lèvre 16. Pour empêcher l'anneau d'étanchéité de quitter sa position correcte sur l'arbre, la disposition d'étanchéité selon l'invention comporte un dispositif de maintien 12 Dans la réalisation représentée dans les dessins, le dispositif de maintien 12 fait partie intégrante de l'arbre Cependant, le dispositif de maintien peut également être constitué par une disposition séparée pour être fixée sur l'arbre Le dispositif de maintien 12 comporte une partie principale 20 s'étendant radialement à partie de l'arbre et formant en sa partie adjacente à l'arbre une surface d'épaulement 22 dirigée radialement venant en contact avec la partie de corps 14 de l'anneau d'étanchéité pour définir la position axiale de l'anneau d'étanchéité sur l'arbre 2 Dans sa partie radialement extérieure, la partie principale 20 a une partie annulaire 24 s'étendant dans la direction de la paroi 6 et renfermant la surface périphérique extérieure de la partie de corps 14 de l'anneau d'étanchéité 10 avec un joint lâche. Au niveau de cette surface intérieure, la partie périphérique 24 a un nombre de saillies 26 dirigées radialement vers l'intérieur qui, dans la réalisation représentée, se monte à un nombre de 3 Les saillies 26 ont une section transversale de forme semi-circulaire et viennent en contact avec des cavités 28 dans la partie de corps 14 de l'anneau d'étanchéité 10. Les saillies 26 procurent un verrouillage de l'anneau d'étanchéité 10 en rapport avec la rotation relative entre l'anneau d'étanchéité 10 et l'arbre 2 Dans la disposition d'étanchéité selon l'invention, le dispositif de maintien 12 procure un verrouillage de l'anneau d'étanchéité 10 sur l'arbre 2 sans qu'il y ait une influence de ce type sur l'anneau d'étanchéité, qui pourrait compromettre ou détériorer le fonctionnement de l'anneau d'étanchéité Par conséquent, le dispositif de maintien 12 n'exerce pas sur l'anneau d'étanchéité 10 une force qui pourrait provoquer une déformation élastique de celui-ci, mais l'anneau d'étanchéité n'est pas influencé par le dispositif de maintien tant qu'il n'essaye pas de quitter sa position correcte. Par conséquent, on reconnaît que l'anneau d'étanchéité de la disposition d'étanchéité selon l'invention est de construction simple et peu coûteuse, qu'il est facile à monter dans une position correcte sur l'arbre et qu'il conserve sa position d'étanchéité correcte avec tous les états de fonctionnement. REVENDICATIONS 1 Disposition d'étanchéité ( 8) pour fermer un espace entre un arbre tournant ( 2) et une surface ( 6) s'étendant substantiellement perpendiculairement à l'axe de l'arbre ( 2), comportant un anneau d'étanchéité ( 10) en matériau élastique qui doit être positionné sur l'arbre ( 2) et comportant une partie de corps ( 14) et une lèvre d'étanchéité ( 16) faisant partie intégrante de celle-ci adaptée de façon à venir en contact avec la surface ( 6) s'étendant perpendicu- lairement à l'arbre ( 2), caractérisée en ce que la partie de corps ( 14) de l'anneau d'étanchéité ( 10) est muni de cavités ( 28) et en ce que la disposition d'étanchéité ( 8) comporte un dispositif de maintien ( 24) qui est stationnaire par rapport à l'arbre ( 2) et qui est muni de saillies ( 26) s'étendant dans les cavités ( 28). 2 Disposition d'étanchéité ( 8) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les saillies ( 26) viennent en contact avec les cavités ( 28) avec un joint lâche. 3 Disposition d'étanchéité ( 8) selon les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le dispositif de maintien ( 24) comporte une partie renfermant de façon périphérique la partie de corps ( 14) de l'anneau d'étanchéité ( 10). 4 Disposition d'étanchéité ( 8) selon la revendication 3, caractérisée en ce que les saillies ( 26) sont positionnées à la surface intérieure de la partie du dispositif de maintien ( 24) renfermant de façon périphérique la partie de corps ( 14) de l'anneau d'étanchéité ( 10) et s'étendent radialement vers l'intérieur dans les cavités ( 28), les cavités ( 28) étant disposées à la surface extérieure périphérique de la partie de corps ( 14) de l'anneau d'étanchéité ( 10). Disposition d'étanchéité ( 8) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de maintien ( 24) comporte une surface d'épaulement adaptée pour venir en contact avec une surface opposée de la partie de corps ( 14) de l'anneau d'étanchéité ( 10) de façon à définir la position axiale de l'anneau d'étanchéité ( 10) sur l'arbre ( 2).