Brevet FR2694789A1 — publié le 19940218

i Joint d'étanchéité pour pompe à eau L'invention concerne un joint d'étanchéité pour pompes à eau, lequel joint comporte deux bagues d'étanchéité qui glissent l'une sur l'autre par l'intermédiaire de surfaces radiales, l'une des bagues étant fixe dans la direction axiale et l'autre bague étant pressée par un élé- ment élastique qui agit dans la direction axiale, ainsi qu'un corps d'étanchéité élastique destiné à fermer la chambre de fluide. Par le document DE 3 701 616, il est connu d'enfiler un res- sort hélicoïdal sur un soufflet d'étanchéité et d'y adjoindre une bague d'étanchéité Une partie plissée du soufflet permet de faire varier la longueur axiale du soufflet d'étanchéité Le soufflet d'étanchéité mon- té sur un arbre et fixé au moyen du ressort hélicoïdal assure en outre l'étanchéité de la chambre de fluide Grâce au ressort hélicoïdal, la ba- gue d'étanchéité qui est mobile dans la direction axiale est pressée contre la deuxième bague d'étanchéité tournante fixée dans le palier de la pompe à eau et, en cas d'usure, le jeu est rattrapé. Bien qu'il n'y ait pas à critiquer le fonctionnement du joint d'étanchéité connu, on relève certains inconvénients qui sont à l'origi- ne de complications et de coûts importants notamment lors du montage de la pompe à eau Avant de pouvoir procéder au montage sur l'arbre, il faut tout d'abord introduire l'un dans l'autre le soufflet et le ressort et les immobiliser l'un par rapport à l'autre pour éviter qu'ils ne tom- bent Par ailleurs, des surfaces complexes, telles qu'elles existent avec la forme de soufflet et les spires du ressort, favorisent les dépôts de saletés qui peuvent perturber le fonctionnement. L'objet de la présente invention est de créer un joint d'étan- chéité pour pompes à eau du type indiqué en introduction qui forme un ensemble compact qui ne se désolidarise pas, avec des surfaces de dé- limitation lisses, aussi simples que possibles, qui puisse être fabriqué et monté à faible coût. Le problème est résolu par le fait que l'élément élastique est noyé dans le matériau du corps d'étanchéité. Ceci supprime l'assemblage de l'élément élastique et de l'élé- ment d'étanchéité au moment du montage L'insertion du ressort dans l'atelier de fabrication des joints constitue un travail simple qui ne po- se aucun problème, n'exige que peu d'opérations supplémentaires et est à peine perceptible dans la production en série Le corps d'étanchéité et l'élément élastique peuvent être pourvus de surfaces en grande par- tie lisses ce qui diminue les risques de pannes en fonctionnement En noyant l'élément élastique, on renonce sciemment à une variation im- portante de la longueur axiale; selon l'invention, la longueur du maté- riau du corps d'étanchéité ne varie que dans le cadre de la compressi- bilité Néanmoins, de faibles variations de longueur suffisent ample- ment avec des matériaux pour joints à faible usure, tels que la cérami- que, l'acier revêtu, etc L'efficacité du joint n'est pas affectée. Afim de se libérer de la variation importante de l'élasticité en fonction du degré de compression en longueur, conformément à une autre caractéristique de l'invention, le corps d'étanchéité n'est pas en contrainte dans les conditions de fonctionnement tandis que l'élément élastique est sous contrainte. Cet état est obtenu par exemple par le fait que, au moment de la fabrication, on comprime l'élément élastique jusqu'à la valeur pré- vue à l'état monté et, dans cette position, on l'enrobe par exemple d'élastomère Au démoulage l'élément élastique étire le corps d'étan- chéité dans le sens d'une augmentation de le longueur axiale; à l'état monté, le corps d'étanchéité n'est pas sous contrainte et son matériau se trouve dans un état de repos normal Ainsi aucune force de com- pression supplémentaire n'agit sur l'élément élastique ni sur la bague d'étanchéité Seule la force du ressort agit Cet état est conservé même en cas de faible usure des bagues d'étanchéité, en présence de défauts de tolérance des éléments ou de variation de température, le matériau du corps d'étanchéité étant souple aussi bien dans la direction de la compression que dans la direction de la traction Une forte progressi- vité n'apparaît qu'à partir de variations de longueur importantes. Le joint selon l'invention peut ainsi être très compact et pré- sente une faible hauteur axiale Conformément à une autre caractéristique de l'invention, il existe entre l'élément élastique et le matériau du corps d'étanchéité qui l'entoure une friction de glissement Lors de l'insertion de l'élément élastique ou de son enrobage avec de l'élastomère, on peut choisir, comme cela est connu, entre une liaison fixe, par exemple par vulcani- sation, et une insertion libre Etant donné qu'il se produit des mouve- ments de torsion du fil du ressort, notamment lorsqu'on utilise des res- sorts spiral ou des ressorts hélicoïdaux, il est intéressant d'éliminer les les forces secondaires lors de la compression axiale Les spires peu- vent se déplacement avec glissement dans l'enrobage par rapport au corps d'étanchéité. Ces caractéristiques ainsi que d'autres sont décrites ci-après à l'aide de l'exemple représenté sur le dessin. La figure unique montre un joint d'étanchéité pour des pom- pes à eau avec un ressort spiral noyé. Le joint d'étanchéité qui est réalisé sous la forme d'un ensem- ble compact est enfilé sur une partie étagée 1 d'un arbre 2 Le ressort spiral 3 est enroulé en forme de cône et est appliqué par sa petite ex- trémité 4 sur une bague-support 5 à profil en L L'extrémité 6 plus lar- ge est située dans la région d'une bague d'étanchéité 7 en matériau à faible usure qui a également un profil en L Le ressort spiral 3 est réa- lisé sous forme de ressort de compression et, dans la position repré- sentée, est précontraint Ainsi, la bague d'étanchéité 7 est appliquée avec une force définie contre une deuxième bague d'étanchéité 8 en matériau à faible usure Les deux bagues d'étanchéité 7, 8 glissent l'un sur l'autre lors de la rotation de l'arbre 2 et forment une fente d'étan- chéité 9 entre la chambre de fluide 10 extérieure de la pompe à eau et la chambre de palier 11. Le ressort spiral 3 est enrobé d'élastomère, le ressort ayant préalablement été comprimé à la cote axiale prévue en position mon- tée Le matériau élastomère du corps d'étanchéité 12, dans la forme re- présentée, est par conséquent hors contrainte Les spires ne sont pas liées à l'élastomère et peuvent ainsi se déplacer avec glissement Il existe cependant une liaison fixe par vulcanisation avec la bague sup- port 5 et la bague d'étanchéité 7 correspondante Les surfaces de déli- mitation sont lisses dans une large mesure et ont une forme simple. Une partie en saillie 13 appliquée sur l'arbre constitue un moyen d'étanchéité fixe supplémentaire entre la chambre de fluide 10 et la chambre de palier 11. REVENDICATIONS 1 Joint d'étanchéité pour pompes à eau comportant deux ba- gues d'étanchéité qui glissent l'une sur l'autre par l'intermédiaire de surfaces radiales, l'une des bagues étant fixe dans la direction axiale et l'autre bague étant pressée par un élément élastique qui agit dans la di- rection axiale, ainsi qu'un corps d'étanchéité élastique destiné à fermer la chambre de fluide, caractérisé par le fait que l'élément élastique ( 3) est noyé dans le matériau du corps d'étanchéité ( 12). 2 Joint selon la revendication 1, caractérisé par le fait que, dans les conditions de fonctionnement, le corps d'étanchéité ( 12) n'est pas en contrainte et avec l'élément élastique ( 3) est en contrainte. 3 Joint selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il existe une friction de glissement entre l'élément élastique ( 3) et le matériau du corps d'étanchéité ( 12) qui l'entoure. 4 Joint selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait que le corps d'étanchéité ( 12) et l'élément élastique ( 3) réalisé sous forme de ressort spiral sont coniques dans la région de la partie élastique dans la direction axiale. Joint selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait qu'il est prévu une bague support ( 5) qui est solidaire du corps d'étanchéité ( 12) et sert d'appui axial à l'élément élastique ( 3). 6 Joint selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait que la bague d'étanchéité ( 7) mobile axiale- ment est solidaire d'étanchéité ( 12). 7 Joint selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé par le fait que le corps d'étanchéité ( 12), l'élément élastique ( 3), la bague support ( 5) et la bague d'étanchéité ( 7) forment un ensemble lié rigidement.