Brevet FR2688283A1 — publié le 19930910

DISPOSITIF DE JOINT D'ETANCHEITE ENTRE UN VOLUME PRESSURISE ET UN VOLUME LUBRIFIE DESCRIPTION L'invention concerne un dispositif de joint d'étanchéité disposé entre un volume pressurisé et un volume lubrifié. De nombreux paliers, notamment des turbomachines de moteurs d'avion, comportent des roulements lubrifiés par un jet ou un brouillard d'huile dont il faut éviter la dissémination dans d'autres parties de l'appareil à travers les jeux nécessités par le passage des arbres tournants hors des paliers On utilise pour cela divers genres de joints d'étanchéité en combinaison avec une pressurisation des volumes situés de l'autre c 8 té du joint et qu'il convient de protéger Le gaz pressurisé est prélevé du compresseur du moteur L'afflux de gaz pénétrant dans le volume lubrifié après avoir contourné le joint renforce donc l'action de celui-ci Mais le débit de gaz soufflé devient trop faible aux bas régimes du moteur, o la pressurisation est faible, pour être réellement eff i cace. L'invention fut donc conçue pour éviter cette limitation et assurer un débit satisfaisant de gaz vers le volume lubrifié en toutes circonstances Le moyen retenu consiste à conférer une perméabilité variable au joint, c'est-à-dire à le monter avec une souplesse qui lui permet de prendre suivant l'importance de la pressurisation deux positions o l'étanchéité qu'il commande est différente. Sous sa forme la plus générale, l'invention concerne donc un dispositif de joint d'étanchéité disposé entre un volume pressurisé et un volume 2 2688283 lubrifié et autour d'un arbre s'étendant dans les deux volumes et à travers une paroi séparant les deux volumes, un jeu de communication entre Les volumes existant entre la paroi et l'arbre, caractérisé en ce que Le joint est monté coulissant sur l'arbre entre deux positions de butée, des ressorts étant prévus pour repousser le joint vers le volume pressurisé de sorte que, quand la pressurisation atteint une valeur déterminée, le joint occupe une première des positions de butée o il obstrue partiellement le jeu, et que le joint occupe la seconde des positions de butée quand la pressurisation est inférieure à la valeur déterminée, o il laisse subsister entre les volumes un jeu plus important. La première position de butée peut être définie par une face de butée pleine ou conique appartenant soit à la paroi soit à l'arbre, et sur laquelle le joint bute. Les ressorts s'étendent avant tout entre le joint et la face de butée, mais d'autres peuvent aussi s'étendre entre le joint et un anneau monté sur la paroi ou sur l'arbre et qui définit la seconde position de butée. Le joint peut consister notamment soit en une bague rigide soit en une bague d'étanchéité montée fixe sur un porte-joint coulissant sur l'arbre ou sur la paroi. On va maintenant décrire l'invention plus en détail à l'aide des figures suivantes annexées à titre non limitatif et qui représentent certaines réalisations de l'invention: les figures 1 et 2 représentent une réalisation de l'invention dans ses deux états de fonctionnement; -e rwat Aa,4 lin' St - 1 U S 81 JUL W 1 Oeil wl RU -| au *QU 61 c réalisation; la figure 4 représente une troisième réalisation; et la figure 5 représente une quatrième réalisation. On se reporte lubrifié 1 est séparé du paroi 3 traversée par un à un arbre 5 qui s'étend ce qui impose de rét concurremment une vrille face circulaire de la qui constitue un joint à d'étanchéité 7 rigide, contre l'arbre 5 avec important existe entre aux figures 1 et 2 Le volume volume pressurisé 2 par une passage 4 pour livrer passage dans les deux volumes 1 et 2, ablir l'étanchéité On utilise déshuileuse 6, établie sur une paroi 3 autour de l'arbre 5 et labyrinthe ainsi qu'une bague à base de carbone, qui frotte un très léger jeu Un jeu plus la bague 7 et une face circulaire 8 de la paroi 3 dans le sens radial, et entre la bague 7 et une face plane 9 dans le sens axial Un ressort 10 engagé dans un logement 11 percé dans la paroi 3 et débouchant sur la face plane 9 repousse la bague 7 et tend à l'éloigner de la face plane 9 pour la plaquer contre un anneau 12 élastique établi dans une gorge de la face circulaire 8. Il existe en réalité plusieurs ressorts semblables répartis sur le pourtour de la face plane 9 et l'anneau 12 est muni d'encoches non représentées sur une partie de sa largeur pour maintenir une communication entre le volume pressurisé 2 et le jeu compris entre la bague 7 et la face circulaire 8. La position représentée sur la figure 1 correspond à une faible pression dans le volume pressurisé 2, aux bas régimes du moteur, qui ne suffit pas pour vaincre la raideur du ressort: la bague 7 bute contre l'anneau 12 On constate qu'un jeu relativement important unit les volumes 1 et 2 entre la 4 2688283 paroi 3 d'une part, l'arbre 5 et la bague 7 d'autre part, contre la face circulaire 8 et la face plane 9. L'air du volume pressurisé 2 peut s'écouler avec un débit assez important malgré sa faible pression pour maintenir L'huile à distance de la bague 7 Quand la pression augmente, la bague 7 est déplacée en coulissant axialement sur L'arbre 5, bande le ressort et vient buter contre la face plane 9 L'air sous pression doit alors passer par le petit jeu qui existe entre l'arbre 5 et la bague 7, ce qu'i L ne peut faire qu'avec un débit réduit, mais avec une énergie suffisante pour ne pas compromettre l'effet de contention des fuites d'huile Si la bague 7 est formée de secteurs d'arc, l'air passe aussi par les espaces entre ces secteurs. La réalisation de la figure 3 diffère de la précédente en ce que d'autres ressorts 13 sont engagés entre la bague 7 et l'anneau 12, en face des précédents L'anneau 12 ou la bague 7 sont alors creusés de logements 14 pour les soutenir L'avantage de cette réalisation est qu'on dispose de plus de facilités pour choisir la différence de pression qui cause le passage de la bague 7 d'une position de butée à l'autre. La réalisation de la figure 4 illustre une réalisation un peu différente o la paroi de séparation entre les deux volumes 1 et 2, ici référencée par 20, est munie d'une face circulaire 21 sur Laquelle le joint 22 coulisse Il se compose ici d'une bague 23 constituant le joint proprement dit et qui frotte contre l'arbre 5 et d'un porte-joint 24 sur lequel la bague 23 est montée fixe entre une face plane 25 de celui-ci et un anneau élastique 26 Le porte-joint 24 porte encore une vrille 27 déshuileuse en face de L'arbre 5 et à côté du joint 23. Des ressorts 28 sont comme précédemment montés entre une face p Lane 35 de la paroi 20 et le joint 22, mais i Ls pressent ici sur une couronne 29 plane du porte-joint 24 et pas sur La bague 23 Des logements sont prévus sur La paroi 20 ou La couronne 29 pour recevoir Les ressorts 28. Quand La pression est faible dans le volume pressurisé 2, les ressorts 28 ne sont pas comprimés et un jeu assez important existe entre le porte-joint 24 et la paroi 20, du moins jusqu'à l'endroit o elle se raccorde à la face circulaire 21 de coulissement par une face conique 31 porteuse d'un joint torique 32 Des conduits 30 sont percés à travers le porte-joint 24 entre le jeu mentionné ils débouchent devant la face conique 31 et la face plane 35 et celui qui s'étend -entre l'arbre 5 et la vrille 27 Un débit d'air suffisamment abondant y passe Quand la pression est plus forte, Les ressorts 28 sont comprimés, le porte- joint 24 déplacé jusqu'à ce que la couronne 29 et La face plane 35 se touchent ou que les faces coniques 31 et 34 se touchent, ce qui rend les conduits 30 inutiles puisque le jeu entre la paroi 20 et le porte-joint 24 disparaît et que le joint torique 32 vient de plus presser contre une face conique 34, parallèle à celle 31 de La paroi 20, du porte-joint 24 L'air passe donc comme précédemment dans le volume lubrifié 1 en passant entre La bague 23 et l'arbre 5. L'arbre et la paroi ont des fonctions qu'on peut intervertir vis-à-vis du joint ou de la bague: c'est ainsi que l'anneau ou la face plane qui définissent les positions de butée du joint peuvent être établis sur l'arbre comme on le représente à la figure 5, o les références des figures 1 et 2 ont été conservées; la face circulaire 8 distante de la bague 7 d'un jeu radial appartient alors à l'arbre 5 Le porte-joint de la figure 4 pourrait aussi coulisser en 6 2688283 étant guidé par l'arbre au lieu de l'être par la face circulaire 21, et la vrille déshuileuse pourrait être placée sur l'arbre. D'autres aménagements sont encore possibles sans sortir du cadre de l'invention La vrille déshuileuse, d'ailleurs déjà connue en soi, peut ainsi être omise. REVENDICATIONS 1 Dispositif de joint d'étanchéité ( 7, 22) disposé entre un volume pressurisé ( 2) et un volume Lubrifié ( 1) et autour d'un arbre ( 5) s'étendant dans Les deux volumes et à travers une paroi ( 3, 20) séparant les deux volumes, un jeu de communication entre les volumes existant entre la paroi et l'arbre, caractérisé en ce que le joint est monté coulissant sur l'arbre entre deux positions de butée, des ressorts ( 10, 13, 28) étant prévus pour repousser le joint vers le volume pressurisé de sorte que, quand la pressurisation atteint une valeur déterminée, le joint occupe une des positions de butée, o il obstrue partiel Lement le jeu, et que le joint occupe la seconde des positions de butée quand la pressurisation est inférieure à la valeur déterminée, o il Laisse subsister entre Les volumes un jeu plus important. 2 Dispositif de joint d'étanchéité selon La revendication 1, caractérisé en ce que la première position de butée est définie par une face de butée plane ( 9, 35) ou conique ( 31), appartenant soit à la paroi ( 3, 20) soit à l'arbre ( 5) et sur laquelle le joint bute. 3 Dispositif de joint d'étanchéité selon la revendication 2, caractérisé en ce que les ressorts s'étendent entre Le joint et la face de butée. 4 Dispositif de joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la seconde position de butée est définie par un anneau ( 12, 26) monté sur la paroi ou sur l'arbre. Dispositif de joint d'étanchéité selon la revendication 4, caractérisé en ce que certains des ressorts ( 13) s'étendent entre le joint ( 7) et l'anneau ( 12). 6 Dispositif de joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractérisé en ce que le joint consiste en une bague rigide ( 7). 7 Dispositif de joint d'étanchéité selon les revendications 2 et 6, caractérisé en ce qu'un jeu radial existe entre le joint et soit la paroi si la face plane appartient à la paroi, soit L'arbre si la face plane appartient à l'arbre. 8 Dispositif de joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le joint se compose d'une bague d'étanchéité ( 23) montée fixe sur un porte-joint ( 24) coulissant sur l'arbre ou La paroi. 9 Dispositif de joint d'étanchéité selon les revendications 2 et 8, caractérisé en ce que le porte- joint ( 24) comporte des conduits ( 30) qui le traversent et qui débouchent par une extrémité devant la face de butée. Dispositif de joint d'étanchéité selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé par une vrille déshuileuse ( 6, 27) sur la paroi, L'arbre ou Le porte-joint.