Brevet FR2666394A1 — publié le 19920306

Ensemble d'étanchéité La présente invention concerne un ensemble d'étanchéité du type cache hermétique, qui peut être utilisé seul ou en combinaison avec un autre cache de centrifugation pour protéger les corps de roulement de paliers à roulement. On sait interposer entre les bagues de roulement, extérieure et intérieure, d'un palier à roulement (et de façon plus générale entre deux éléments de tout type en mouvement relatif) des joints d'étanchéité et/ou des ensembles d'étanchéité dont la fonction est de rendre étanche la cavité annulaire délimitée entre les deux bagues en mouvement relatif, de manière à empêcher la pénétration de contaminants extérieurs dans cette cavité et la fuite de lubrifiant hors de cette cavité dans laquelle sont logés les corps de roulement qui permettent aux bagues de tourner l'une par rapport à l'autre avec un faible frottement. Dans un type connu d'ensemble d'étanchéité, un cache rigide est monté sur la bague extérieure du palier au moyen d'un bord terminal tourné en sens inverse de la direction dans laquelle l'ensemble d'étanchéité est introduit dans le siège du logement associé; lors du montage, ce bord terminal est rabattu de manière à être refoulé dans le logement et en conséquence à verrouiller dans celui-ci l'ensemble d'étanchéité Toutefois, une telle solution présente des inconvénients; en particulier, la fixation mécanique n'est pas très bonne et, par-dessus tout, elle n'assure pas une étanchéité parfaite; en outre, l'ensemble est compliqué, on risque de déformer l'ensemble d'étanchéité pendant la phase de refoulement et le positionnement axial de l'ensemble d'étan- chéité n'est pas toujours correct. Le but de l'invention est de procurer un ensemble d'étanchéité conçu pour éliminer ces inconvénients. Ce but est atteint par l'invention, qui concerne un ensemble d'étanchéité du type adapté pour être interposé entre un premier élément et un deuxième élément se déplaçant l'un par rapport à l'autre de façon à constituer une fermeture étanche aux fluides pour une cavité délimitée entre ces éléments, l'ensemble d'étanchéité comprenant un cache pratiquement rigide adapté pour coopérer avec un siège de logement respectif formé sur le premier élément, et un élément d'étanchéité en un matériau élastomère porté, fixe, par le cache et adapté pour coopérer avec le deuxième élément pour constituer un joint étanche aux fluides, caractérisé par le fait que le cache est fait, au moins partiellement, en un matériau plastiquement déformable et par le fait qu'une portion périphérique du cache, qui est adaptée pour coopérer avec le siège et qui, avant montage de l'ensemble d'étanchéité dans le siège, est disposée en oblique par rapport au côté d'introduction de l'ensemble d'étanchéité dans le siège, est reliée au reste du cache par l'intermédiaire d'une articulation plastique adaptée, lors du montage de l'ensemble d'étanchéité sur le siège, pour provoquer un basculement de la portion périphérique du cache vers le côté de l'ensemble d'étan- chéité opposé à celui qui est introduit dans le siège. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description non limitative d'une réalisation, donnée ci-après en liaison avec le dessin joint sur lequel la figure unique est une vue en coupe radiale d'un ensemble d'étanchéité avant montage et, en trait mixte, lors du montage entre deux éléments en mouvement l'un par rapport à l'autre. En se reportant au dessin, le repère 1 désigne de façon générale un ensemble d'étanchéité du type adapté à être interposé entre deux éléments en mouvement l'un par rapport à l'autre, dans l'exemple spécifique une bague intérieure 2 et une bague extérieure 3 d'un palier à roulement connu, pour fermer de manière étanche aux fluides une cavité 4 délimitée entre les bagues 2, 3 et dans laquelle sont logés les corps de roulement du palier et les pistes de roulement associées qui sont connues et de ce fait ne sont pas représentées à des fins de simplicité L'ensemble d'étanchéité 1, qui empêche à la fois la fuite hors de la cavité 4 de la graisse de lubrification pour les corps de roulement et la pénétration accidentelle dans la cavité elle-même de contami- nants extérieurs, tels que poussière et humidité, qui pourraient endommager les corps de roulement et les pistes de roulement associés, est monté, f ixe,sur la bague 3 à l'intérieur d'un siège annulaire 5, et coopère de manière étanche aux fluides avec la bague intérieure 2; en particulier, l'ensemble d'étanchéité 1 comprend un cache annulaire pratiquement rigide 7 adapté pour coopérer avec le siège 5 et un élément d'étanchéité annulaire 8 en un matériau élastomère, par exemple du caoutchouc; l'élément 8 est porté, fixe, par le cache 7, qui est de préférence un embouti en tôle métallique, et il est adapté pour coopérer de manière étanche aux fluides avec la bague intérieure 2; dans ce but, l'élément élastomère 8, qui est coaxial au cache 7, comporte, par exemple, une lèvre d'étanchéité glissante 10 formée de manière qu'en service, elle coopère en glissement avec la surface latérale extérieure de la bague 2 en étant appliquée sous une pression prédéterminée contre elle; dans l'exemple spécifique non limitatif représenté, une autre action d'étanchéité, notamment un joint à labyrinthe, est également formée par un bord dirigé radialement vers l'intérieur 12 du cache rigide 7, qui est laissé libre par l'élément élastomère 8. Selon l'invention, le cache 7 comporte une portion annulaire périphérique radialement extérieure 14 adaptée pour coopérer, en utilisation, avec le siège 5 au moyen de son bord terminal extérieur 15 Cette portion 14, qui, avant montage de l'ensemble d'étanchéité 1 dans le siège 5 (la forme représentée en trait plein sur le dessin joint), est disposée en oblique sur le côté d'introduction de l'ensemble d'étanchéité dans le siège 5 (la direction et le sens d'introduction sont indiqués sur le dessin par une flèche), est raccordée au reste du cache 7 par l'intermé- diaire d'une articulation plastique 16 adaptée, lors du montage de l'ensemble d'étanchéité 1 dans le siège 5, pour provoquer un basculement de la portion périphérique 14 en direction du côté opposé au côté de l'ensemble d'étanchéité 1 qui est introduit dans le siège 5, jusqu'à ce qu'il prenne la position représentée en trait mixte sur le dessin; dans cette position, la portion 14 est retournée, même avec une inclinaison plus grande (par rapport à l'axe de symétrie du cache annulaire 7)par rapport à la position de départ Cette articulation plastique 16 est obtenue en fabriquant le cache 7, tout au moins au niveau de la base de la portion périphérique 14, en un matériau plastiquement déformable; en pratique, le cache 7 est fabriqué en emboutissant une tôle métallique et l'articulation plastique 16 est déterminée par une empreinte annulaire estampée 18 dont la convexité est orientée vers le côté d'introduction de l'ensemble d'étanchéité 1 par lequel il est introduit dans le siège 5. L'ensemble d'étanchéité 1 selon l'invention est essentiellement fabriqué en usine et, par voie de conséquence, vendu à l'utilisa- teur sous la forme représentée en trait plein, c'est-à-dire avec la portion inclinée 14 orientée vers l'avant d'environ 450 de manière à définir, sur le côté d'introduction de l'ensemble d'étanchéité 1 dans le siège 5, une cloche tronconique; lors du montage, l'ensemble d'étanchéité 1 est pressé, par exemple avec un outil de compression, dans le siège 5 en direction de la flèche; pendant le mouvement d'introduction, le bord 15 est en contact avec un épaulement 20 du siège 5 et en conséquence, par réaction, un moment M est appliqué sur l'articulation 16, ce qui provoque une déformation plastique du cache 7, de telle sorte que la portion 14 est basculée vers l'arrière; cette portion dépasse le plan passant par l'articulation 16 et se stabilise dans la position représentée en trait mixte, position dans laquelle il forme un cône ayant un angle au sommet supérieur à celui du départ et dans la direction opposée; cette seconde forme est ensuite conservée par l'ensemble d'étanchéité 1 pendant la totalité de sa vie dé travail. Selon une autre caractéristique de l'invention, sur le côté d'introduction de l'ensemble d'étanchéité 1 dans le siège 5, le cache 7 est entièrement recouvert par l'élément élastomère 8; en fait, celui- ci s'étend même sur la portion périphérique 14, de façon à recouvrir entièrement le bord 15 avec un prolongement terminal 25 qui, en utilisation, reste en conséquence interposé entre le bord terminal 15 de la portion périphérique 14 et le siège 5; en particulier, avant montage et déformation résultante de l'articulation plastique 16, le bord 15 (formé comme il est représenté en trait plein) est disposé, du fait de l'angle d'inclinaison de la portion 14, sur un diamètre plus petit que le diamètre intérieur du siège 5 Toutefois, après déformation de l'articulation 16 (jusqu'à la forme en trait mixte), le bord est disposé sur un plus grand diamètre qu'auparavant (du fait de l'inclinaison différente de la portion 14 dans cette configu- ration déformée) et sensiblement égal au diamètre intérieur du siège 5, de telle sorte qu'il est installé, avec interposition du prolongement 25 qui le recouvre, dans le siège 5 lui-même De cette manière, on assure un raccordement mécanique à la fois correct et stable entre la bague 3 et le cache 7, ainsi qu'une étanchéité parfaite de l'ensemble d'étanchéité 1 au niveau de ce raccordement Dans le but d'assurer une déformation correcte du cache 7 pendant le stade de montage, il est prévu, sur le côté opposé au côté d'introduction de l'ensemble d'étanchéité dans le siège 5, une surface d'épaulement 30 disposée, par rapport à l'articulation plastique 16, sur le côté opposé à la portion périphérique 14, c'est-à-dire en correspondance avec la base du cache C'est sur cette surface d'épaulement 30 qu'agit, pendant le montage, l'outil de compression ou tout autre outil approprié, de manière à ne pas gêner la rotation de la portion 14. Les avantages associés à l'ensemble d'étanchéité formé selon la présente invention apparaissent clairement à la lecture de la description précédente: la nécessité de refouler la partie du cache rigide dans le siège dans lequel il est logé pour assurer le montage du cache sur la bague du palier est éliminée; de cette manière, le montage est plus simple et plus rapide, étant effectué simplement en appliquant une poussée axiale sur l'ensemble d'étanchéité Les risques d'une déformation indésira- ble de l'ensemble d'étanchéité et/ou de la bague extérieure du palier lors du montage sont en outre réduits Le verrouillage mécanique et l'étanchéité d'accouplement entre le cache rigide et le siège sur le palier sont grandement améliorés, même s'il existe de petits défauts dimensionnels sur le cache Enfin, on peut obtenir une plus grande précision de positionnement axial et, par voie de conséquence, un accouplement plus facile avec un cache de centrifugation connu éventuel pour former un ensemble d'étanchéité à deux éléments. Revendications 1. Ensemble d'étanchéité ( 1) du type adapté pour être interposé entre un premier élément ( 3) et un deuxième élément ( 2) se déplaçant l'un par rapport à l'autre pour former un joint étanche aux fluides pour une cavité ( 4) délimitée entre ces éléments, l'ensemble d'étanchéité comprenant un cache ( 7) pratiquement rigide adapté pour coopérer avec un siège de logement associé ( 5) formé sur le premier élément ( 3), et un élément d'étanchéité ( 8) en un matériau élastomère porté, fixe, par le cache ( 7), l'élément d'étanchéité ( 8) étant adapté pour coopérer avec le deuxième élément ( 2) pour constituer un joint étanche aux fluides, caractérisé en ce que le cache ( 7) est formé, au moins partiellement, en un matériau plastiquement déformable et en ce qu'une portion périphérique ( 14) du cache ( 7), qui est adaptée pour coopérer avec le siège ( 5) et qui, avant montage de l'ensemble d'étanchéité ( 1) dans le siège ( 5), est disposée en oblique par rapport au côté d'introduction de l'ensemble d'étanchéité ( 1) dans le siège ( 5), est raccordée au reste du cache par l'intermédiaire d'une articulation plastique ( 16) adaptée, lors du montage de l'ensemble d'étanchéité ( 1) sur le siège ( 5), pour provoquer un basculement de la portion périphéri- que ( 14) du cache ( 7) vers le côté de l'ensemble d'étanchéité opposé à celui qui est introduit dans le siège ( 5). 2. Ensemble d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'articulation plastique ( 16) est constituée par une empreinte estampée ( 18) dont la convexité est orientée vers le côté d'introduction de l'ensemble d'étanchéité dans le siège. 3. Ensemble d'étanchéité selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité ( 8) s'étend, depuis le côté d'introduction de l'ensemble d'étanchéité dans le siège, au-delà de la portion périphérique ( 14) du cache ( 7) pour recouvrir une portion terminale correspondante ( 15) de cette portion périphérique ( 14) avec un prolongement terminal ( 25) qui, en service, reste en conséquence interposé entre le bord terminal ( 15) de la portion périphérique ( 14) du cache ( 7) et le siège ( 5). 4. Ensemble d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le cache présente, sur le côté opposé au côté d'introduction du cache dans le siège, une surface d'épaulement ( 30) disposée, par rapport à l'articulation plastique ( 16), sur le côté opposé à la portion périphérique ( 14) du cache. RÉPUBLIQUE FRAN AISE INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE Erratum Brevet n 91 10636 A 1 Demande de brevet nc 91 10636 N de Publication: 2 666 394 Classification internationale: CLASST 5 F 16 J 15/34, //F 16 J 15/447, F 16 C 33/78. ERRATUM A la rubrique 30 du fascicule de la demande et du brevet: Il faut lire: 28 08 90 IT 53 212-B/90. L 3 JUIN 1993 1-NP/ _ DE LA t 5 O? "ET L, lREúl F 26 is, rue de Saint-Pétersbourg 75800 Paris Cédex 08 Tél: '1) 42 94 52 52 Télex: IN Pl PARIS Télécopie: ( 1) 42 9359 30 Etablissement public national creé par la loi r' 51-444 du 19 avril 1951 C> ai 0 > N' N