Brevet FR2672097A1 — publié le 19920731

La présente invention concerne un joint d'étanchéité pour arbre tournant, en particulier pour véhicule automobile. On connut des joints d'étanchéité pour arbre tournant tels ceux utilisés dans les pompes hydrauliques à engrenages pour évacuer l'huile en provenance d'une fuite, qui sont montés dans une pièce usinée à cet effet formant couvercle ou cloison de la pompe et traversée par l'arbre menant. Ce joint est constitué d'une bague en élastomère moulée sur une armature et formant au moins une lèvre. La paroi interne de l'usinage recevant le joint délimite avec la bague en élastomère une chambre de réception du liquide sous pression, cette chambre communiquant avec le liquide par un passage restreint entourant l'arbre et formé dans une surépaisseur de la cloison, et étant fermée sur l'arbre de l'autre côté par la levre en appui sur la surface de l'arbre lors de l'entrée du liquide sous pression dans ladite chambre. Or, la réalisation de ce passage restreint entre l'arbre et la cloison nécessite une concentricité précise au droit dudit passage, afin d'éviter qu'une pression résiduelle ne s'établisse dans la chambre. Cette concentricité étant délicate à obtenir, il est d'usage d'utiliser un joint à deux lèvres, ce qui est relativement coûteux et occasionne une résistance supplémentaire par frottement sur l'arbre, non négligeable. La présente invention résout ce problème en proposant d'une part un joint d'étanchéité pour arbre tournant, économique et fiable qui est, compte-tenu de sa compacité, d'un faible encombrement et qui peut etre monté aisément dans un usinage circulaire classique, d'autre part une pompe à huile pour moteur équipée d'un tel joint d'étanchéité. A cet effet, la présente invention a pour objet un joint d'étanchéité pour arbre monté tournant dans une pièce usinée pour recevoir le joint, et du genre comprenant une bague en élastomère moulée sur une armature et emmanchée dans un alésage de la pièce de façon à former autour de l'arbre une chambre de réception d'un liquide sous pression, cette chambre étant d'un côté en communication avec ledit liquide par un passage restreint et étant d'un autre coté, étanche vis-à-vis de l'arbre au moyen d'une lèvre prenant élastiquement appui sur ledit arbre, ce dispositif étant caractérisé en ce que l'armature disposée autour de l'arbre comporte, pour délimiter la chambre de réception,d'une part une partie extreme opposée à la lèvre et formant avec l'arbre ledit passage restreint, et d'autre part une partie intermédiaire entourée par un manchon de la bague en élastomère emmanché dans l'alésage de la pièce recevant le joint, ce manchon comportant une gorge périphérique qui communique avec la chambre de réception par des trous de l'armature, et dans laquelle gorge débouche un conduit de retour du liquide parvenant à ladite chambre. On voit déjà que grâce à cette gorge, il n'est pas nécessaire d'orienter le joint lors du montage par rapport aux trous d'évacuation du liquide, ce qui se traduit par une grande facilité de montage du dispositif. Les frottements sur l'arbre sont limités au contact d'une seule lèvre, et la pression résiduelle dans la chambre est faible grâce au passage restreint réalisable très étroit. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la section du passage restreint précité est inférieure à la section du conduit de retour précité pour que la chambre de réception de liquide fasse office de chambre de décompression. Suivant une variante de réalisation de l'invention, la gorge du manchon communique avec les trous de l'armature par l'intermédiaire de perçages réalisés dans le manchon. Suivant une autre variante de réalisation de l'invention, le manchon est réalisé en deux parties séparées axialement par la gorge. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le passage restreint est formé par un espace séparant les deux extrémités d'un jonc annulaire fendu interposé entre l'arbre et la partie extreme de l'armature. L'invention a encore pour objet une pompe à huile pour moteur, équipée d'un joint d'étanchéité répondant aux caractéristiques décrites ci-dessus. Mais d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparatront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et dans lesquels - la figure 1 est une vue partielle en coupe du joint d'étanchéité de l'invention, en position de service dans un usinage d'une pièce formant cloison de séparation - la figure 2 est une vue partielle en coupe illustrant une variante de réalisation du joint d'étanchéité de l'invention - la figure 3 est une vue partielle et en coupe, d'un joint suivant la réalisation de la figure 1, en position de service pour assurer l'étanchéité d'une pompe à huile pour moteur automobile ; et - la figure 4 est une vue partielle en coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 2. Sur la figure 1, un joint annulaire d'étanchéité 1 suivant l'invention est placé dans un alésage circulaire 30 d'une pièce de séparation 3, dans laquelle un arbre 2 est monté tournant. Le joint 1 comprend une armature métallique 10 sur laquelle est surmoulée un manchon 12, emmanché dans l'alésage précité 30. Ladite armature 10 entoure l'arbre 2 de manière à former une chambre sensiblement annulaire 17. Elle est constituée d'une première partie extreme 102 noyée dans le manchon 12, qui comporte à cette extrémité, une lèvre 14 rappelée vers l'arbre 2 par un ressort torique 15, d'une partie intermédiaire 101 dans laquelle ont été ménagées des ouvertures 11 et entourée par ledit manchon 12, et d'une seconde partie extreme 100 formant avec la surface de l'arbre 2 un orifice de passage 18 pour le liquide sous pression provenant d'un compartiment 6 adjacent au joint du côté de cette partie 100, et pénétrant dans la chambre de réception de liquide 17. Le passage du liquide de la chambre de réception 17 vers un réservoir de récuperation du liquide (non représenté) est assuré par l'intermédiaire d'une gorge annulaire 13 venant de surmoulage avec le manchon 12, et communiquant d'une part avec la chambre 17 par l'intermédiaire des ouvertures 11 menagég dans l'armature 10, d'autre part avec un conduit de retour du liquide 31 percé dans la pièce 3. Par son volume relativement important, la gorge 13 assure une détente pour l'éventuelle pression résiduelle du liquide passant par la chambre 17. Afin de créer une chute de pression entre le compartiment 6 et le conduit de retour d'huile 31, l'orifice de passage 18 présente une section inférieure à la section du conduit de retour liquide 31. Selon le mode de réalisation de la figure 1, le manchon est constitué de deux tronçons 121, 122 séparés axialement par un espace constituant la gorge 13. En se reportant à la figure 2, on voit une variante de réalisation du joint de l'invention, dans laquelle le manchon 12a est monopièce et comporte des trous radiaux 16 entre la gorge de détente 13a du manchon 12a, et les ouvertures 11 de l'armature 10. Sur cette figure 2 est aussi représentée une variante de réalisation de l'orifice de passage d'huile du compartiment 6 vers la chambre 17 : l'orifice est ici un espace 18a, visible à la figure 4, entre les deux extrémités d'un jonc annulaire fendu 20 à section en U engagé élastiquement sur le bord interne de la partie extreme 100 de l'armature 10 et portant sans jeu sur l'arbre 2. Ce jonc est réalisé en matière métallique ou plastique dure, de bon coefficient de frottement. Le fonctionnement du joint de l'invention dans sa première forme de réalisation va etre décrit à travers ce qui suit. Sur la figure 3, un joint 1 est mis en service dans une pièce 3 formant couvercle de compartiment d'une pompe à huile P à engrenages 5, et est destiné à assurer l'évacuation de l'huile provenant d'une fuite. On remarquera que l'entralnement de l'arbre 2 est réalisé en dehors de la zone du compartiment comportant l'huile, par l'intermédiaire d'une courroie de distribution coopérant avec une poulie 21. L'huile sous pression en provenance du compartiment de la pompe P et pénétrant dans la chambre de décompression 17 par l'orifice précité 18 est évacuée, par successivement, les ouvertures 11 de l'armature 10 et le conduit d'évacuation 31, vers le réservoir d'huile (non représenté), la pression de l'huile en sortie étant proche de la pression atmosphérique. Il est à noter qu'une telle conception du joint 1 permet son montage au plus près des pignons de la pompe à huile P, assurant un encombrement axial minimal de l'ensemble joint et poulie. On a donc réalisé suivant l'invention, un joint d'étanchéité pour arbre monté tournant, lequel, bien que présentant une certaine compacité, intègre une chambre de décompression et une gorge de détente, et ne nécessite pas d'etre orienté lors du montage par rapport aux trous d'évacuation d'huile, ce qui lui permet d'etre mis aisément en service dans un alésage circulaire classique. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et illustrés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemples. L'invention comprend donc tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS 1. Joint d'étanchéité pour arbre monté tournant dans une pièce usinée pour recevoir le joint et du genre comprenant une bague en élastomère moulée sur une armature et emmanchée dans un alésage de la pièce de façon à former autour de l'arbre une chambre de réception d'un liquide sous pression, cette chambre étant d'un côté en communication avec ledit liquide par un passage restreint, et étant d'un autre côté étanche vis-à-vis de l'arbre au moyen d'une lèvre prenant élastiquement appui sur ledit arbre, caractérisé en ce que l'armature (10) disposée autour de l'arbre (2) comporte, pour délimiter la chambre de réception (17), d'une part une partie extreme (100) opposée à la lèvre (14) et formant avec l'arbre (2) ledit passage restreint (18, 18a), et d'autre part une partie intermédiaire (101) entourée par un manchon de la bague en élastomère (12) emmanché dans l'alésage (30) de la pièce (3) recevant le joint (1), ce manchon (12) comportant une gorge périphérique (13, 13a), qui communique avec la chambre de réception (17) par des trous (11) de l'armature (10), et dans laquelle gorge débouche un conduit (31) de retour du liquide parvenant à ladite chambre. 2. Joint d'étanchéité selon la revendication 1, caractérisé en ce que la section du passage restreint précité (18) est inférieure à la section du conduit de retour précité (31) pour que la chambre de réception (17) de liquide fasse office de chambre de décompression. 3. Joint d'étanchéité selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la gorge (13a) du manchon (12a) communique avec les trous (11) de l'armature (10) par l'intermédiaire de perçages (16) réalisés dans le manchon (12a). 4. Joint d'étanchéité selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le manchon (12) est réalisé en deux parties (121, 122) séparées axialement par la gorge (13). 5. Joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le passage restreint est formé par un espace (18a) séparant les deux extrémités d'un jonc annulaire fendu (20) interposé entre l'arbre (2) et la partie extreme (100) de l'armature. 6. Pompe à huile pour moteur équipée d'un joint d'étanchéité selon l'une des revendications précédentes.